¿Conceptualizando un pin de entrada analógica en un microcontrolador?

Como una aproximación básica, sí, la entrada es similar a un multímetro. Si desea llevar esto más lejos para señales de alta velocidad o alta precisión, encontrará que la mayoría de los ADC con microcontroladores utilizan un Arquitectura de registro de aproximación sucesiva para leer el voltaje. Estos toman algún tiempo para leer la señal analógica, por lo que debe haber un método para mantener la señal en el pin.

Normalmente se utiliza un circuito de muestrear y mantener para tomar una muestra de la señal. Esto implica conectar la entrada a un condensador pequeño (creo que el rango de pF) a través de un búfer de amplificador operacional. Luego se toma la medida contra el voltaje mantenido en este capacitor. Para una aproximación de mayor precisión, podemos ver la entrada como la entrada a un amplificador operacional, configurado como un seguidor de voltaje. Esta será una resistencia de entrada muy alta, ya que será la puerta de un mosfet, con algo de capacitancia que se vuelve más importante a frecuencias más altas. Entonces, como una aproximación simple, una resistencia grande será razonablemente precisa. Para un modelo más complejo, una capacitancia de compuerta pequeña con cierta resistencia en serie del interruptor, y una inductancia muy pequeña del paquete y los cables que se conectan a él,     

Creo que el objetivo de cualquier medición de voltaje, incluido un ADC, es minimizar el efecto de la medición en el voltaje que se mide. Para lograr esto, el dispositivo de medición debe tener una baja impedancia. Como con la mayoría de los modelos, puedes comenzar con el modelo básico más idealizado. Si sirve a sus propósitos, es decir, predice bien su uso del dispositivo dentro del dominio de interés, entonces es un buen modelo. El modelo de primer orden podría ser simplemente de la sonda de medición que va a través de una resistencia (Rs) a tierra. La resistencia, Rs, podría tomarse como muy alta, incluso infinita (es decir, un circuito abierto) para algunas mediciones. La cosa que se mide, es decir, la salida, se puede modelar como un (el circuito equivalente) el pin de salida con una resistencia (Rth) en serie con una fuente de voltaje que luego se conecta a tierra. Para las señales de CC, se obtiene un divisor de voltaje formado con Rth y Rs. es decir, este modelo podría predecir alguna caída de voltaje en el nodo de medición debido a estas resistencias. Esta es la razón por la que, en general, desea una baja impedancia de salida (es decir, un bajo Rth) y una alta impedancia de entrada (es decir, un alto Rs). Por ejemplo, si Rth es cero o Rs es infinito, siempre se mide Vth. Puede refinar su modelo aún más para obtener señales de CA de mayor velocidad, allí entran en juego la capacitancia y la inductancia y deben tenerse en cuenta. En general, esto probablemente se vuelve muy difícil de modelar y requiere detalles específicos sobre su salida y circuitos de entrada. Es probable que aún tenga el mismo divisor de voltaje, pero entonces se volvería dependiente de la frecuencia y la Rth y Rs serían Zth y Zs respectivamente, es decir, serían impedancia, no solo resistencias simples. Creo que solo necesitarías tantos detalles en circuitos de muy alta velocidad. Si dice que está tratando de aprender el diseño básico del circuito, no creo que se tope con este tipo de circuito todavía. Para circuitos básicos de baja velocidad, probablemente asumas que Rs es infinito.