Estoy construyendo un divisor de voltaje para usar para alimentar un ADC para determinar el voltaje de la batería de un dispositivo que estoy diseñando. ¿Es importante considerar la impedancia de entrada en el ADC y tener en cuenta la caída de voltaje causada por esa carga adicional o ni siquiera debería preocuparme por eso?
Sí, definitivamente debe considerar la resistencia de entrada y/o los requisitos de corriente de polarización de la entrada ADC.
La técnica habitual es mantener la resistencia Thévenin de su divisor lo suficientemente baja como para que la compensación causada por la entrada ADC sea "lo suficientemente baja" (por ejemplo, menos del 1% o 1 LSB), según los requisitos de su sistema.
Por ejemplo, suponga que la resistencia de entrada de su ADC es de 1 MΩ y desea mantener el error causado por esto en menos del 1%. Por lo tanto, la resistencia de Thévenin de su divisor debe ser inferior a 10 KΩ.
Entonces, ahora tienes dos ecuaciones, una para la relación de división:
y uno para la resistencia:
y dos incógnitas, R1 y R2. Es matemática sencilla conectar sus valores conocidos para Ratio y R TH y resolver para R1 y R2.
Sí, debe considerar la impedancia de entrada y, probablemente, lo que es más importante, deberá colocar un capacitor en la entrada sin procesar del ADC; si planea usar impedancias altas, muchos ADC integrados en MCU tomarán un pequeño fallo de corriente que afectará la precisión de la lectura tomada, así que ponga un condensador de 100 nF a tierra en la entrada del ADC.
Realmente ayudaría saber qué ADC está utilizando. En cualquier caso, debe considerarlo, pero la buena noticia es que la mayoría de los ADC de microcontroladores tienen entradas de alta impedancia, por lo que un divisor hecho con unas pocas decenas de kiloohmios no se verá muy afectado.
¿Cuánta precisión necesitas? Más allá de cierto punto, deberá calibrar de todos modos, por lo que la impedancia del ADC se puede compensar en ese punto de todos modos.
La impedancia de entrada del ADC es generalmente mucho más alta que la ESR de la batería, pero si es demasiado alta, la capacitancia parásita desequilibrada puede inyectar ruido CM. CMRR debe considerarse sobre todo el ancho de banda del circuito. La calibración es clave para verificar el ruido Vfref y los fallos de linealidad del ruido digital que se introducen en la medición analógica, por lo que la protección, la conexión a tierra, el filtrado nyquist y el blindaje mejoran los resultados. Luego, la relación del voltaje del divisor de resistencia debe ser lineal y precisa. De lo contrario, el circuito inyectará ruido de aliasing, ruido de CM y la entrada de compensación dará como resultado resultados inexactos. Use una buena señal o voltaje de diente de sierra DAC para calibrar la linealidad, la ganancia y la compensación.
Pugz