Er AREF en stabil udgang Ref-spænding med analogReference (INTERN)

I “m ved hjælp af en analog indgang på et NANO-kort til at måle midtpunktet mellem to fotoresistive ( Cadmium) celler, med de to udvendige ender bundet til GND og en kildespænding. Dybest set en simpel spændingsdeler. Så det betyder næsten ikke noget, hvilken referencespænding jeg brugte i en sådan situation, så længe AnalogReference () var korrekt indstillet svarende til referencespændingen, OG belastningen trak ikke spændingen ned.

Nå, hvis jeg brugte 5V til min kilde og indstillede AnalogReference (DEFAULT), forudsat at jeg antager en worst case-belastning på 4K-ohm, er den samlede belastning på 5V-regulatoren stadig kun 1,25 mA. Men alligevel regnede jeg med, at jeg kunne minimere systembelastningen endnu mere ved at indstille AnalogReference (INTERNAL) og bruge VREF-stiften som kilde til min spændingsdeler.

Nå ser det ud til at fungere fint, men jeg ved ikke, at jeg har set egentlige eksempler på, hvad jeg laver, som bruger AREF-stiften som en kildeudgangsspænding til min spændingsdeler. Brug af vREF som kilde ville en 4K-belastning kun trække 27,5 mikroampe med en 1.1V kilde. Men jeg kan ikke finde nogen specifikationer for den maksimale strøm, jeg skal undgå at overskride. Det har bekymret mig, måske skal jeg ikke engang gøre det!

Så er det acceptabelt at Brug VREF-stiften som output til lette belastninger, når du bruger INTERN AnalogReference?

Tanker?

EDIT: Efter at have modtaget et “nej” svar i går, foretog jeg nogle bænkekontrol. Jeg konfigurerede mit NANO-kort til internt og tilsluttede en fuldt åben 100K lineær potte fra AREF til jorden med en DVM parallelt. AREF-terminaludgangen var omkring 1.076, med eller uden 100K-belastningen. Ikke helt 1.1 specificeret, men tæt nok. Jeg drejede derefter langsomt gryden for at øge belastningen. På lidt under 9K faldt spændingen et lidt ubetydeligt beløb til 1.075. Derfra var der yderligere små fald, ned til ca. 1K, på hvilket tidspunkt jeg målte ca. 1.062V. Under 1K var der et meget stejlt fald.

Bemærk, at dette var en “quickie” -test, der blev udført, mens NANO blev tændt fra en USB-port. Gentagelse af testen med 12V på DV-indgangen ændrede imidlertid ikke resultaterne markant.

Selv når jeg tænker på USB-kilden, konkluderer jeg fra denne test:

1) Der ser ud til at være en vis buffer på VREF-output. Det opførte sig bestemt ikke, da der var et simpelt tilfælde af en 1.1V-kilde i serie med høj impedans.

2) Op til en belastning på 10K synes VREF-udgangen mindst lige så stabil som 5.0V-regulatoroutputtet.

3) Siden et fald på 1.062 fra en indledende no-load spænding på 1.076 svarer til mindre end 2% forskel, jeg er nødt til at konkludere, at en belastning på VREF (til jord) større end 1K (lad os sige 2K for margin) gør VREF sandsynligvis nyttig i tilfælde som jeg beskrev, med en worst case-belastning af 4K.

4) Jeg gentog min test med et andet NANO-kort. Denne gang var den oprindelige spænding uden belastning markant højere, 1.084. Imidlertid var reaktionen på stigende belastning og K-punktet, hvor hældningen ændrede sig dramatisk, uændret.

Igen er dette et arduino NANO-kort og sandsynligvis en klon. Kan nogen anden bekræfte eller afkræfte mine resultater? Jeg er sikker på, at en anden bliver nødt til at overveje at bruge VREF som jeg gjorde, og det ville være godt at vide det.

Svar

Nej, det er ikke acceptabelt.

Dataarket siger:

AVCC er forbundet til ADC via en passiv switch. intern 1.1V-reference genereres fra den interne båndgapreference (VBG) gennem en intern forstærker. I begge tilfælde er den eksterne AREF-pin direkte forbundet til ADC, og referencespændingen kan gøres mere immun over for støj ved at forbinde en kondensator mellem AREF-stiften og jorden. VREF kan også måles ved AREF-stiften med et højimpedans voltmeter. Bemærk, at VREF er en højimpedanskilde, og kun en kapacitiv belastning skal tilsluttes i et system.

1.1V-referencen er kun præsenteret på AREF-stiften med det formål at tilføje en ekstern bypass-kondensator eller til måling af den ved hjælp af en meget høj impedansmåler. Enhver belastning, der påføres stiften , vil medføre, at referencespændingen falder.

Selvom det kan fungere under visse omstændigheder, anbefales det bestemt ikke. Hvis du vil bruge det eksternt, kan du skal buffer den gennem en højimpedans enhedsforstærkningsspændingsfølger:

skematisk

simuler dette kredsløb – Skematisk skabt ved hjælp af CircuitLab

Kommentarer

  • Hmm! OK, at ‘ er gode oplysninger!Jeg ‘ har gjort det forkert, selvom det ” fungerede “, formoder jeg gjorde det kun, for for en spændingsdeler betyder det ikke så meget, som det ellers måtte have! Jeg ‘ Jeg bliver dog nødt til at genoverveje mit kredsløb lidt. Da jeg bare har brug for et ADC-tal, der er repræsentativt for spændingsdeleren, ser det ud til, at jeg ‘ d gør det bedre at bruge DEFAULT og arbejde med 5V-terminalen til min reference!
  • Se min redigering. I det mindste baseret på min bænktest ser det ud til, at brug af AREF-stiften til at drive en spændingsdeler med lav belastning fungerer inden for de begrænsninger, jeg dokumenterede
  • Det fungerer muligvis, men det ‘ er ikke hvad den ‘ er designet til. Min bil fungerer, når jeg kører den fra en klippe. Det ‘ er dog ikke designet til det, og jeg tvivler på, at det langsigtede resultat ville være godt. Hvis du vil bruge det eksternt, skal du buffer det gennem en højimpedans enhedsforstærkningsspændingsfølger.
  • Jeg bemærker, at du citerede specifikationen for at sige, at AREF kun måles med et højimpedans voltmeter. Men tilføjede DU sætningen ” Bemærk, at VREF er en højimpedanskilde, og kun en kapacitiv belastning skal tilsluttes i et system. “? Din bilanalogi er dårlig. Jeg ‘ har gjort det, jeg kom til bekræftelse i et par år uden problemer, og det var manglen på eksempler, der fik mig til at gætte andet. Jeg garanterer, at hvis du kører din bil fra en klippe og måler resultaterne, vinder de ‘ t fører dig til det rimelige spørgsmål, jeg rejste.
  • Også jeg ‘ ll påpege, at en enhedsforstærkningsbuffer udført med en TL081 (ikke ligefrem en ” skinne til skinne ” spec OPAMP) begynder også at hænge ud over en 1k belastning. Men baseret på min bænktest blev jeg ‘ ikke overrasket, hvis jeg fandt ud af, at der allerede var en sådan buffer intern i ATmega328. Jeg har ikke ‘ ikke internerne, men baseret på mine målinger skal der allerede være en slags buffer der.

Svar

Nu, efter at have haft fordelen af en supportbillet og efterfølgende diskussion med en ingeniør ved TI om dette emne, kan jeg med sikkerhed tilbyde en kvalificeret JA til mit eget spørgsmål. Det viser sig, at min sag sandsynligvis er den eneste, der ville være inden for disse kvalifikationer.

  1. I det tilfælde, hvor RATIO mellem to hi-resistanser er den ENESTE ting, der kræves fra en A / D-måling, er det acceptabelt at bruge AREF og GND til den påførte spænding, forudsat at belastningen er lav (se punkt 2). Hovedårsagen er, at ethvert fald i AREF forårsaget af den ekstra belastning ikke vil påvirke forholdet.
  2. Anvendelsen af AREF til en sådan situation bør stadig sikre begrænsning af enhver belastning på AREF-stiften til ca. 91uA. For 1.1V (INTERN) kildevalg svarer det til ca. 12K belastning. Antallet er baseret på en omvendt beregning, der ville medføre en 1 LSB forskel i analoge aflæsninger, IF andre analoge indgange forventes at blive brugt til andre ikke-forholdsmæssige målinger.
  3. Brug af AREF-stiften på denne måde gør det endnu vigtigere at tilføje en kondensator fra stiften til GND.
  4. Der er tilsyneladende ingen fare for at skade chippen på nogen måde, hvis AREF-pin bliver kortsluttet.

Jeg vil kommentere, at ingeniøren, der reagerede på min supportbillet, forstod, at jeg forsøgte at undgå en PCB-ændring, men anbefalede en anden tilgang, hvis jeg havde lejlighed til at lave et andet bord ændringer alligevel. Hans anbefaling var at bruge EXTERNAL Analog referenceindstilling ved hjælp af den tilgængelige 3,3 V-pin til AREF-spænding og ved hjælp af en digital udgang til at levere min spændingsdeler. Ideen her er, at jeg stadig vil have fordelen ved kortslutningsbeskyttelse, og da jeg var bekymret for strømbesparelse, kunne jeg skifte den digitale udgangsstift til en lav tilstand, indtil aflæsningerne skulle tages, idet jeg observerede en fornuftig forsinkelse for afregningstiden.

Et godt forslag, men min grund til at besvare mit eget spørgsmål her er, at det under de givne begrænsninger er acceptabelt at bruge AREF som beskrevet i mit OP, ikke vil påvirke forholdsmålet og ikke kunne skade chip.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *