Impedancia de entrada ADC

Para su tarea, ese ADC funcionará. La frecuencia de muestreo del ADC, siempre que lo registre al menos a 2 Mhz (F_Freq * 20 ciclos de reloj es la velocidad de muestreo, por lo que para los 100 Khz necesita una velocidad de reloj de 2 Mhz).

La impedancia de salida del acelerómetro es inferior a 100 ohmios, lo que significa que se ha amortiguado internamente. Esto es perfecto para alimentar un ADC directamente, para lo que estoy seguro fue diseñado (¡y es caro!). La capacitancia de entrada del chip ADC es la combinación de C-in_pin = 7pF y C_sampling = 20pF. Si observa la impedancia de salida de 100 ohmios con la capacitancia de entrada de 7pF como un filtro de paso bajo, el tiempo de subida de una señal es de 0,7 nanosegundos. El tiempo de subida de la red RC de muestreo mucho más grande de 1K ohms y 20pF sigue siendo de 20 nanosegundos, lo cual está bien para su aplicación de velocidad relativamente baja.

Por lo general, si tiene una red resistiva o un sensor pasivo con una impedancia de salida de 10-100k, es cuando tiene problemas y necesita usar amplificadores operacionales para amortiguar las señales antes de conducir un ADC como este. De lo contrario, lo que puede suceder es que el capacitor de muestreo nunca alcance el valor "CC" de estado estable de la señal para ese intervalo de muestreo y obtenga datos incorrectos.

El acelerómetro proporciona datos analógicos precisos en los tres canales hasta 6000 Hz, lo que significa que si tuviera que muestrear a 12Khz x 3 canales (ancho de banda total de 36KHz en el ADC), entonces capturará con éxito los datos del chip.

Si está de acuerdo con el muestreo a una velocidad más alta, por ejemplo ~25Khz por canal, creo que obtendrá mejores datos (resolución de la forma de onda) y también tendrá algunas muestras de repuesto para promediar.

El ADC es un ADC aproximado sucesivo y tiene 8 canales de entrada que se multiplexan en un solo convertidor. El convertidor es cronometrado por el bus SPI que impulsa el proceso de muestreo. El Capítulo 6.3 de la hoja de datos del ADC (página 22) habla sobre el almacenamiento en búfer y el filtrado anti-aliasing para las entradas al ADC, si tiene una fuente de alta impedancia (que no tiene en este caso). El filtro anti-aliasing aún puede ser una buena idea si desea hacer un amplificador operacional simple y económico con un filtro de paso bajo con una frecuencia de corte que no afectará su señal real, pero detendrá la generación de señales de frecuencia más alta. en sus resultados de conversión.

Puede solicitar la conversión de cualquier canal en cualquier momento, al comienzo de su paquete SPI. Entonces, si solo usa 3 canales, solo solicite la conversión de los 3 canales de interés. Vea la sección de comunicaciones seriales para más detalles.

La corriente de entrada equivalente del ADC es F * C * V; a 12.000 Hertz, con una capacitancia de 27pF (para cargarse o descargarse como los interruptores Mux) y 5 voltios, tenemos 12.000 * 27e-12 * 5 = 60 * 27 *1e-9 ~~60*30e-9 = 1,8 microamperios . Los picos de carga todavía existen, y pueden o no alterar el búfer del sensor y hacer que ese búfer suene. Un paso bajo RC entre MUX y ADC reduce ese error. O, dado que el MUX tiene una resistencia moderada, simplemente coloque 100 o 1000pF en el nodo compartido MUX/ADC. [En un valor alto, esta capacitancia puede causar que el Buffer oscile. Nadie afirma que el diseño analógico de alta precisión sea trivial]

[editar] Los amplificadores operacionales tienen "impedancia de salida inductiva" porque a medida que aumenta la frecuencia, el amplificador operacional tiene cada vez menos control sobre su Vout. Suponga que Lout es de 100 ohmios, en UGBW. Si UGBW es de 1MHz, necesita 16uH [16uH * 2*pi*1MHz = +J100 Ohms] en su modelo OpAmp. Coloque 1uF en GND y tendrá un resonador a 160KHz*1/sqrt(16) = 40KHz. Para amortiguar, utilice la fórmula R_dampen = sqrt(L/C) = sqrt(16uF/1uF) = 4 ohmios. Busque valores R más altos y alivie la carga en el OpAmp al intentar cargar 1uF.