分压器和 ADC

电器工程 ADC
2022-01-17 06:58:11

我想用最大输入为 3V 的 MCU ADC 读取 0-30V 的电压。

最初我想使用 100k-10k 分压器(因此 33V 转换为 3V),但根据MCU 上 ADC 输入阻抗的答案,由于输入漏电流,这会增加 3% 的误差;我正在寻找最大 0.5% 的错误。然而,在分压器的值较低时,我可能会因为过压而损坏 MCU 的输入(电阻器与输入端的钳位二极管一起工作。)我还增加了电阻器的功耗,这些电阻器是微型 0603 器件,额定为最大 0.063W。我怎样才能避免这种情况?nb 输入阻抗并不重要。

我不担心采样速度,它将以每秒最多 100 个样本的速度监控电池电压。

2个回答

好的,从您对我的评论的回复中,我想我可以为完整的答案提供更多帮助。

建造它!

构建您的简单电阻分压器。这有很多优点,对于一个尺寸,另一个是成本。

表征它!

现在,您还将使用微控制器,这是您需要表征错误的地方。使用非常准确的电压发生器,现在检查电压并查看 uC 实际测量的误差。

分析一下!

现在是它变得有趣的时候。您可以衡量许多事情。

准确度和精度

这里要衡量的最重要的事情是这些点的错误是否可重复。如果每次扫描时都会出现不同的错误,或者如果您沿着不同的路径进行的扫描在同一点出现不同的错误,则不能选择此选项。这通常发生在泄漏电流中。这里重要的部分是您不需要高精度,只需要高精度。如果你能描述你的错误,你的 uC 可以纠正它。如果您有很大的差异,您需要更改您的解决方案。

什么是 X 点校准?

现在,如果您有较高的精度,如前所述,您可以继续校正精度。现在,如果当您绘制输入电压与输出电压的关系图时,您将不得不确定所需的“参考点”数量。不错的设备允许 1 点(或零点,无需校准)。许多温度探头。

一点校准

两条线的斜率相同,但有一个偏移量,因此您只需要找到必须添加到数据点的值来纠正它。这是一个理想的情况,因为任何新的校准只需要一个数据点来再次校准。

两点校准

两条线性曲线,可能是偏移量并且存在斜率差异,您只需要两个参考点和线性插值即可提取偏移量。这仍然相对容易,您只需取任意一点,乘以一个标量并添加一个偏移量。

正如您所看到的,您需要的积分越多,它就越混乱。在某些时候,获取每个数据点并将其与实际值关联起来会更容易。比如发现0000是1V,0001是2V,0002是1.5V。这很混乱,而且只有在偏移量是可重复的情况下才有效。这可能会发生。

总结一下

我希望这会有所帮助,请告诉我您是否需要更清楚。如果您最终得到一个不可靠的变化泄漏电流,那么是时候处理需要一个缓冲器或类似的东西了。

我可以看到泄漏导致高误差的可能性,但我敢打赌,误差在大部分范围内都相对较小,并且可以很容易地纠正。

使用带电阻的分压器,然后使用运算放大器跟随器。或者使用运算放大器电路来降低电压,您可以在一个阶段执行抗混叠滤波!