¿Cómo hacer que el nivel de la señal de CA sea adecuado para la entrada de MCU?

Estoy trabajando en un curso de contador de frecuencia, donde uso MSP430 MCU. Tengo que medir señales con especificaciones: frecuencia de 0,1 Hz a 1 MHz y amplitud de señal de 0,1 V a 10 V. El problema es con la amplitud de la señal, entiendo que el voltaje de 10 V es demasiado alto y 0,1 V es demasiado bajo para la entrada de MCU. ¿Tiene alguna idea de cómo reducir la amplitud de la señal de 10 V al nivel de 2,7 V-3,6 V y cómo amplificar la señal de 0,1 V al nivel de 2,7 V-3,6 V? Traté de encontrar información en Internet, pero encontré solo un divisor de voltaje, que no es adecuado para mí. Tal vez, ¿hay algún chip que pueda hacer esta función?

¿Cuál es su voltaje de referencia ADC? ¿Está funcionando el sistema con 3,3 V o 5 V? Para obtener el rango dinámico máximo, es necesario conocerlos. Además, sorprendentemente, 0,1 V no es demasiado bajo para que el ADC lo muestree. Si tiene una referencia de 3,3 V y un ADC de 10 bits, la resolución de su medición es de 3,2 mV, que es aproximadamente 0x20 hexadecimal. ¿Qué tan preciso debe ser? ¿Cuál es su resolución deseada?
@Martin: Está haciendo un contador de frecuencia . La señal simplemente necesita ser umbralizada y alimentada a una entrada digital. La forma de onda no le dice nada útil, por lo que tratar de medir la señal con un A/D no tendría sentido, requeriría una frecuencia de muestreo de más de 2 MHz y un procesamiento significativo en el micro. Desea que el hardware de captura de temporizador mida los períodos directamente.
Mi voltaje de funcionamiento es de 3,3 V, pero ¿por qué necesito usar ADC? Necesito contar la frecuencia de la señal, no el valor del voltaje. Uso TimerA en modo de captura, estoy contando los bordes ascendentes de la señal, luego los divido de la longitud de la ventana. Si pongo una señal de onda cuadrada de 0,1 V en la entrada de MCU, ¿contará que es el borde ascendente de la señal de 0,1 V o no?

Respuestas (2)

Estoy de acuerdo con Andy sobre el uso de un comparador, pero no estoy de acuerdo con atenuar la señal de entrada para que encaje en el rango del comparador. Prefiero recortarlo que atenuarlo.

Otra posibilidad es alimentar el comparador desde un amplio rango de suministro y usar el tipo que tiene una salida de colector abierto. 1 MHz no es realmente tan alto, y no hay problema en usar un pullup lo suficientemente bajo para que el tiempo de subida sea pequeño en comparación con el período de 1 µs. Dado que está midiendo (o posiblemente contando) períodos, no importa una pequeña asimetría en la señal digital. Solo debe asegurarse de obtener bordes sólidos con una onda sinusoidal de 1 MHz y 100 mV.

También tendría mucho cuidado con la histéresis en este caso. Puede ayudar no obtener un montón de flancos rápidos con una entrada lenta, pero aún debe ser pequeño en comparación con la señal de entrada mínima de 100 mV. Tal vez sería razonable un acoplamiento de CA de 10 mV más o menos a la entrada positiva. Probablemente lo intentaría primero sin ninguna histéresis.

Use un comparador: tiene una entrada de referencia (establecida en algún valor de riel medio) y una entrada "real". Si la entrada real sube por encima de la entrada de referencia, la salida del comparador sube. Cuando la entrada real cae por debajo de la entrada de referencia, la salida del comparador cae. Me viene a la mente MAX999: es súper rápido, tiene histéresis incorporada y funciona con 3.3V. Debería conducir su MCU perfectamente.

Todo lo que tiene que hacer es restringir la señal de entrada de 10v a aproximadamente 3,3 voltios utilizando un divisor de potencial de aproximadamente 3:1. Esto también reducirá la señal más pequeña en la misma cantidad, es decir, 0,1 voltios a 33 mV, pero creo que el chip se las arreglará.

La histéresis es útil cuando la señal de entrada se acerca al umbral de referencia: evita una serie de reactivaciones que se repiten rápidamente debido a la presencia de ruido o a que la señal fluctúa un poco.