Estoy construyendo un divisor de voltaje para usar en la alimentación de un ADC para determinar el voltaje de la batería de un dispositivo que estoy diseñando. ¿Es importante tener en cuenta la impedancia de entrada en el ADC y tener en cuenta la caída de voltaje causada por esa carga adicional o no debería preocuparme?
Sí, definitivamente debe considerar la resistencia de entrada y / o los requisitos actuales de polarización de la entrada ADC.
La técnica habitual es mantener la resistencia de Thévenin de su divisor lo suficientemente baja como para que la desviación causada por la entrada del ADC sea "suficientemente baja" (por ejemplo, menos del 1% o 1 LSB), dependiendo de los requisitos de su sistema.
Por ejemplo, suponga que la resistencia de entrada de su ADC es 1 MΩ y desea mantener el error causado por esto a menos del 1%. Por lo tanto, la resistencia de Thévenin de su divisor debe ser inferior a 10 KΩ.
Entonces, ahora tienes dos ecuaciones, una para la razón de división:
$$ Ratio = \ frac {R1} {R1 + R2} $$
y uno para la resistencia:
$$ R_ {TH} = \ frac {1} {1 / R1 + 1 / R2} $$
y dos incógnitas, R1 y R2. Es matemático sencillo incluir sus valores conocidos para Ratio y R TH y resolver para R1 y R2.
Sí, debe tener en cuenta la impedancia de entrada y, lo que es más importante, deberá colocar un condensador a través de la entrada sin procesar del ADC. Si planea usar impedancias altas, muchos ADC incorporados Las MCU tendrán una pequeña falla de corriente que afectará la precisión de la lectura tomada, ponga un condensador de 100 nF a tierra en la entrada del ADC.
Realmente ayudaría saber qué ADC está utilizando. En cualquier caso, debe considerarlo, pero la buena noticia es que la mayoría de los ADC con microcontroladores tienen entradas de alta impedancia, por lo que un divisor hecho con unas pocas decenas de kilo-ohmios no se verá afectado en gran medida.
¿Cuánta precisión necesitas? Más allá de cierto punto, tendrá que calibrar de todos modos, por lo que la impedancia del ADC se puede compensar en ese punto de todos modos.
La impedancia de entrada del ADC es generalmente mucho más alta que la ESR de la batería, pero si es demasiado alta, la capacitancia de desviación desequilibrada puede inyectar ruido CM. CMRR debe considerarse en todo el BW del circuito. La calibración es clave para verificar las interferencias en el ruido y la linealidad de Vfref de la entrada de ruido digital en la medición analógica, por lo que la protección, la conexión a tierra, el filtrado y la protección nyquist mejoran los resultados. Entonces, la relación del voltaje del divisor de resistencia debe ser lineal y precisa. De lo contrario, el circuito inyectará ruido de alias, el ruido de CM y la entrada de desplazamiento dará como resultado resultados inexactos. Utilice una buena señal o una tensión de diente de sierra DAC para calibrar la linealidad, la ganancia y el desplazamiento.
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