Arduino Nano:使用模拟输入测量微小电压

电器工程 Arduino ADC
2022-01-23 13:38:59

我需要使用Arduino Nano上的 10 位 ADC 尽可能准确地测量 0v 到 40mV 我每秒只需要大约一个样本。

我计划将 AREF 引脚保持在地面以上 40mV,正确屏蔽所有内容,在硬件和软件中使用低通滤波器,并使用适当平滑的电源。

  • 我可能得到什么样的准确度?

  • 我还能做些什么来提高准确性?

3个回答

Nano 的 ADC 方面有比我更好的专家,但我确信它会有一些问题,所以我肯定会建议使用放大器。我会推荐一个从 5V(或 nano 使用的任何东西)和 0V 运行的运算放大器。运算放大器需要输入和输出轨到轨功能,并配置为非反相模式,增益可将 40mV 转换为纳米级满量程。

在此处输入图像描述

如果满量程为(例如)3V,则需要 3/0.04 = 75 的增益。这意味着 R2/R1 = 74(75 减 1)。

R1 很高兴成为 100 欧姆,因此 R2 将是 7400 欧姆(7k5 与 560k 并联得到 7k401,希望足够接近。运算放大器只需要在阅读您的问题后以低速运行,并且有几个适合的设备。在我发布答案并看一看的时候开火……

AD8538看起来很合适,AD8628 也很合适,但可能还有其他几个很容易满足要求

我最初不打算将其添加为答案,但让它淹没在评论中的某个地方似乎很重要。

求助于微控制器的数据表是最重要的事情。如果我对具有 ATmega 168 的 Arduino Nano 的看法是正确的,这里是数据表电气特性是您必须先了解并检查其中的内容的部分。

关键是:最小参考电压为 1.0V - 您可以在第 311 页上看到它。您必须将信号至少放大 25 倍才能获得合理的精度,并扩大到最小电压参考。

现在,我所知道的最佳元件选择(尽管我几乎不知道这个主题)需要一个低噪声运算放大器,能够像@Andyaka 指出的那样以轨到轨方式运行,最好在您的电源电压下运行。那么我认为电压基准的最佳选择是内部的。尽管它们可能因设备而异,但我认为稳定性应该是最合理的。此外,您选择的电阻器应该是较低的电阻而不是较高的电阻,因为它们更耐噪声。不要忘记它们随时间和温度变化的稳定性!

放大器的最佳配置可能会有所不同 - 同相放大器可能一开始就很好,但它的高输入阻抗可能不适用于您的信号(尽管应该没问题)。

您应该使用放大器以获得最大精度。