Filtro RC enfrente de los pines del puerto analógico en el microcontrolador pic

La idea es filtrar el ruido y limitar la banda a la señal para evitar el alias. Por lo tanto, desea establecer la frecuencia de esquina del filtro por encima de la frecuencia máxima de la señal, pero asegúrese de que no tenga una señal o ruido significativos por encima de la mitad de la frecuencia de muestreo. Con un filtro monopolar, tendrá una atenuación de 3dB en la frecuencia de esquina y 20dB por década de reducción de frecuencia por encima de eso. La frecuencia de esquina para un filtro RC es f = 1 / (2 * pi * R * C), así que elija sus componentes para no interferir con su señal. Es posible que necesite más que un filtro de un solo polo para evitar la creación de alias según el contenido de su señal y frecuencia de ruido.

Por supuesto, si solo está tomando una muestra de una señal que varía lentamente, como un sensor de temperatura o algo así, un filtro de un solo polo estará bien.

Muchas MCU toman un pulso de corriente para "cargar" la muestra interna y mantener los circuitos (parte del ADC integrado). Si la resistencia en serie de la fuente de señal es demasiado alta, no cargará la tapa interna lo suficiente y se producirá un error en la conversión.

La aplicación de un condensador desde el pin al suelo significa que hay muchas más posibilidades de que esto funcione porque la tapa externa puede suministrar la corriente necesaria. Consulte esta publicación de SE (relacionada a la impedancia de entrada PIC) y compruebe la respuesta.

Por supuesto, esto crea un filtro de paso bajo que también es útil para el suavizado.

Dos razones:

• Impedancia
• anti-aliasing

Impedancia: Como lo dijo @Andy aka, su ADC tiene un pequeño condensador en su interior para proporcionar la funcionalidad de muestra y retención del ADC. Tienes que proporcionar rápidamente las cargas a ese condensador. Puede usar un búfer de baja impedancia frente al ADC. O use un condensador que sea varias veces más grande que el del ADC.

Anti-aliasing: Con frecuencia verá que debe asegurarse de que el contenido de frecuencia de la señal en la entrada de su ADC sea al menos la mitad de la frecuencia de muestreo (fin < fs / 2). ¿Pero por qué? Debido a la teoría del procesamiento de señales. El teorema de muestreo de Nyquist-Shannon dice que si desea poder muestrear su señal sin ninguna pérdida de información, la frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble de esa frecuencia.

Ok, bien ¿Pero necesito esto?

Buena pregunta! Dos respuestas:

No: si usa la señal que ingresa al ADC para compararla con un umbral (por ejemplo, cuando un tanque alcanza un cierto nivel). Multa. Tienes una muestra que dice que el tanque estaba en ese nivel, esto está bien. La muestra refleja la realidad. Al menos si el nivel de ruido en su señal es bajo.

Sí: si planea utilizar cualquier cálculo de procesamiento de señal. Entonces sus muestras no son solo números, representan una señal. Y esta representación coincide con la realidad solo si se verifica el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon.

Entonces depende de ti. Desea conocer el voltaje en un momento determinado: el ADC le dirá esto con o sin un filtro anti-aliasing. Desea considerar su entrada como una señal y realizar cosas como el filtrado: necesita el filtro anti-aliasing.