Пользовательское (внешнее) опорное напряжение для АЦП: есть ли нижний предел?

Question

Пользовательское (внешнее) опорное напряжение для АЦП: есть ли нижний предел?

sensors adc arduino-nano-every

Я считываю показания аналогового датчика кислорода (SGX-4OX) с помощью Nano Every (на базе ATmega4809). Мы видим напряжение до 60 мВ* в окружающем воздухе (оно будет снижаться по мере продувки азотом), а разрядность АЦП — 10 бит. Нам не нужна очень высокая точность, но мы хотели бы получить максимум от того, что есть, без усиления выходного сигнала датчика.

В документации analogReference Nano Every пока не упоминается, но при установке его в режим «Внутренний» мы, похоже, достигаем насыщения примерно при 600 мВ. Для других моделей я бы ожидал 1 В или 1,1 В. Таким образом, мы используем около 10% нашего динамического диапазона и получаем разрешение ~0,2%_O2. Этого, вероятно, достаточно, но я всегда стараюсь немного расширить динамический диапазон входных сигналов и рассчитываю на то, что внутренний опорный сигнал будет ниже ожидаемого.

Могу ли я с помощью ИС источника опорного напряжения, делителя напряжения или их комбинации установить более низкое опорное напряжение — возможно, 100 мВ?

* Датчик является источником тока, поэтому выбор резистора позволяет регулировать чувствительность. Мы не хотим слишком сильно отклоняться от рекомендуемого производителем значения (линейность и срок службы, который в любом случае конечен), и даже 60 мВ — это уже перебор.

@Chris H, 👍2

Обсуждение

Существуют [платы разработки, использующие тот же датчик] (https://www.dfrobot.com/product-2052.html?srsltid=AfmBOoqDedvOyeo4MoagVAI3RuDKiOn2FdSeawTgL2F2YPJHsqdUiKW5). Возможно, мы воспользуемся одной из них, но хотим попробовать и добиться прогресса с тем, что есть., @Chris H

Обратите внимание на точность резисторов, используемых в делителе напряжения. Любое отклонение от допустимых отклонений может повлиять на показания., @liaifat85

@liaifat85 Конечно. Я, вероятно, буду измерять V_ref, а не рассчитывать его, и в любом случае оно появится в моей калибровке (при температуре окружающей среды и 0% O₂, возможно, это будет промежуточное значение, поскольку у нас есть коммерческие O₂-мониторы, которые слишком велики для нашего эксперимента). При использовании того же типа резистора отношение должно, по крайней мере, оставаться постоянным при изменении температуры. Мы вполне можем получить точность, превышающую нашу, но всё равно сможем отслеживать тенденции, что будет полезно., @Chris H

1 ответ

Лучший ответ:

@*user85471* · Accepted Answer · 2024-12-10 21:03-00:00

Nano Every основан на ATmega4809, техническое описание которого можно найти по адресу https://www.microchip.com/en-us/product/atmega4809

Согласно таблице 32-25 на стр. 478 версии C технического описания, опорное напряжение должно быть не ниже 1,1 В, если используется внешний источник опорного напряжения (VREF, когда REFSEL = внешний источник опорного напряжения).

Внутренний источник опорного напряжения 0,55 В позволяет работать при напряжении до 0,55 В, что является минимальным значением для внутреннего источника опорного напряжения. Подробнее о внутреннем источнике опорного напряжения см. в разделе 18 технического описания.

Итак, отвечая на вопрос заголовка: да, существует ограничение, и оно составляет 1,1 В для внешнего источника опорного напряжения.