Spannungsverstärkung mV auf maximal 3,3V

[Oreas]

Hey,

Siro, deine Schaltung hat mich dazu gebracht mir das Datenblatt nochmals genauer anzuschauen, ob mein µC positive und negative Referenz hat. Hat er leider nicht, dafür habe ich was anderes tolles gefunden:

Der hat einen internen Verstärker mit 1x - 64x!!!
Zum nachlesen: http://www.atmel.com/Images/doc8077.pdf in Abschnitt 25.3.2 (Differential input with gain)

Ich weiß, das hätte mir auch vorher auffallen können (Asche über mein Haupt und wer lesen kann ist eindeutig im Vorteil), aber könnte man nicht auch einfach den Verwenden? Mit einer Verstärkung von 64 wird zwar nicht die gesammte Breite ausgenutzt, aber man könnte dann ja entsprechend mit einem Offset rechnen, was implementierungsmäßig ja nicht so den Aufwand darstellen würde.

Wenn Ich den Sensor also mit 3,3V betreiben würde, dann müsste ich ja einen maximum Ausgang von ca 31mV erhalten und minimal sowas um ca 27mV. Wenn man jetzt eine Verstärkung von 64 nimmt, müsste das ja entsprechend maximum sowas um 2V ergeben und minimum 1,7V. ich weiß, ist jetzt nicht soooo die hammer Differenz, aber bei einer 8 bit auflösung müsste das ja reichen. Außerdem habe ich ja, wenn ich 021aet04 richtig verstanden habe sowieso nur ein positives Signal, so dass ich entsprechend Out- weglassen kann und stattdessen den zweiten Eingang des Verstärkers auf Masse ziehen kann, wodurch die Differenz ja größer werden müsste.

Aber ich denke früher oder später wird es auf einen von euren Vorschlägen rauslaufen um genauer zu werden.

Also nochmal ein ganz großes SRY, dass ich das Datenblatt nicht aufmerksam genug gelesen habe. Aber zu meiner Theorie mit dem Anschluss dürft ihr euch trotzdem gerne äußern

[Besserwessi]

Das mit dem Differenzeingang wird schon gehen. Allerdings muss man auch wirklich 2 Eingänge des µC nutzen und mit dem Sensor verbinden, denn das Signal vom Sensor ist zwischen den beiden Eingängen, nicht nach GND. Wenn man nur einen der Ausgänge nutzt wird das Signal kleiner, denn die beiden Ausgänge verschieben sich in unterschiedliche Richtungen. So weit ich das kenne geht der interne Gain bei den AVRs auch nur für die Differenzeingänge - es geht also auch am µC nicht anders.

Wenn es sein muss, könnte man den Bereich noch etwas anpassen, indem man als Ref. Spannung nicht die vollen 3,3 V nimmt, sondern neu einen Teil (z.B. 2/3). Wirklich nötig ist das aber auch nicht - das kann auch so für 10 Bit Auflösung (nicht Genauigkeit) reichen, vor allem, wenn man den Sensor mehrmals ausließt. Wenn es genauer werden soll, wäre ein externer AD mit mehr Auflösung und Differenzeingang die Logische Lösung, ggf. auch ohne Verstärkung.

[Siro]

Ich hab mal eben das Datenblatt vom Controller überflogen
Im Datenbaltt Seite 291 Punkt 25.3.2
ist es ja schematisch dargestellt, Differential und Gain
Das sieht doch gut aus. Zudem hast Du eine 12 Bit Auflösung.
Wie Besserwessi schon beschrieben hat must Du natürlich dann 2 Eingänge benutzen.
Meiner Meinung nach müste man den Sensor direkt anschliessen können.
ADC0 Positive mit dem Sensor laut Datenblat RPO-Serie Pin 4(-)
ADC4 Negative mit dem Sensor laut Datenblat RPO-Serie Pin 2(+)
Was den Offset oder Genauigkeit angeht: Dies würde ich sowiso mittels Software korrigieren/kalibrieren.
Es könnte evtl. sein, dass es eine gewisse Unlinearität gitb, weil der Sensorausgnag relativ hochohmig ist. 1 bis 3 KOhm.
Da bin ich mir jetzt aber nicht ganz sicher.

[Oreas]

Hey Siro,

ADC0 Positive mit dem Sensor laut Datenblat RPO-Serie Pin 4(-)
ADC4 Negative mit dem Sensor laut Datenblat RPO-Serie Pin 2(+)
.

Sollte das nicht wenn dann anders herum angeschlossen werden?
Pin 2 des Sensors ist + und damit sollte der doch auch an Pin 0 des µCs (also ADC0) und entsprechend anders herum dann Pin 4 des Sensors an den Negative (ADC4).

[Besserwessi]

Wenn der Ausgangswiderstand des Sensors stört, können Kondensatoren (z.B. 100 nF) helfen das Signal zu puffern. Allerdings kann man dann keine sehr schnellen Änderungen des Signals mehr messen.

[Siro]

Oh, entschuldge, das ist etwas verwirrend im Datenblatt:

25.3.1 Diffential input
ADC0..3 as negativ input

25.3.2 Differential mit gain
ADC4..7 as negativ input

Da Du ja mit Gain arbeiten willst, hast Du natürlich recht. Der negative vom Sensor ist dann ADC4

Sorry und ein schönes Wochenend
Siro

[Oreas]

Kein Problem.

aber gut, dass wir drüber gesprochen haben
Dann werd ich mal weiter implementieren.

ebenfalls ein schönes Wochenende.

[Besserwessi]

Die Polarität des Eingangssignals ist relativ egal, denn mit Gain arbeitet der ADC in signed mode, kann also positive und negative Differenzen messen. Damit hat man auch keine Probleme falls der Offset einem negativen Druck entspricht.