Измеряю напряжение питания с помощью делителя и повторителя на ОУ.



Но вот задумался и пошел читать ДШ, а там написано вот это.



То есть на вход ОУ нельзя подавать ничего выше питания + 0.3в. Но у меня в момент включения не будет питания на ОУ, пройдет немало времени на стабилизацию процессов в преобразователях питания которые делают из входного напряжения 5в а затем 3.3.

Вопрос как избежать возможных проблем? То есть обеспечить допустимые предельные напряжения на входах ОУ?
Спасибо.

http://www.analog.com/ru/analog-dialogue/a...protection.html

Вопросов два:
1) Чем измеряете напряжение?
2) Зачем в схеме ОУ, какую полезную функцию он выполняет?

1) АЦП (stm32f4xx)
2) Для обеспечения работы АЦП, делитель не успеет заряжать входную емкость АЦП достаточно быстро и часто. Нужна частота до ~100кГц и минимальное время сэмплирования, без потери точности из-за этого.

Чтобы успевал, надо номиналы делителя уменьшить минимум в 10 раз.
ОУ - не нужен.

Обычная диодная растяжка на входе типа BAV199. Схему можете подсмотреть в даташите вашего микроконтроллера.

Да она там наверняка уже есть на входе АЦП МК...

Ну вот допустим уменьшим номиналы делителя в 10 раз. Постоянная времени заряда входной емкости АЦП ~ 47k * 4пФ = 188 нс. Минимальное время сэмплирования при таковой частоте АЦП 21МГц ~ 3 такта = 142 нс. Мне надо будет увеличить это время до 15 тактов (следующее возможное значение), то есть до 714 нс. В итоге все требуемые измерения займут в 2 раза больше времени. Этого не хочется, потому как это ведет к ухудшению других характеристик, нужно резервировать большее время на измерения.

1 Постоянная времени = это 30% от номинала...
3 Постоянных времени = это 95% от номинала... Или "номинал" - 5%... Или погрешность измерения АЦП + 5%...

А вот для 1% или 0,5% этих "Постоянных времени" требуется гораздо, гораздо больше...

Так я и говорю недостаточно, даже если в 10 раз номиналы резисторов делителя уменьшить. Для этого и нужен ОУ.

Если добавлять диоды на вход, то это надо считать смещения из-за их токов утечки. И вероятно снова уменьшать номиналы резисторов делителя. А еще диоды не обеспечивают падения на них меньше 0.3в.

Сообщение отредактировал amaora - Mar 18 2018, 12:21

Вы уверены насчет "времени сэмплирования"?
К сожалению, я не спец. по STM, но рекомендую вам разобраться в этом вопросе, изучив даташит.
Подключение буферного конденсатора АЦП ко входу, обычно, происходит, когда вы выбираете (назначаете) этот вход для АЦП.
А его отключение от входа происходит, когда запускается процесс АЦП преобразования.
Время между этими событиями - и есть "время сэмплирования".
А совсем не то, что вы написали, по моему мнению...

Да, это время, почему сомневаетесь? Оно настраивается в STM.

1) Формула есть в техописании.В нее, кроме выходного сопротивления источника и времени выборки, входит еще и требуемая точность (количество значащих разрядов). Вы уверены, что вам надо измерять напряжение питания с 12-битной точностью?

2) По поводу превышения напряжения питания при выключенном питании схемы: пока питания нет - выходной ток делителя будет через защитные диоды ОУ сливаться на питание и приподнимать его. Тут важно не превысить максимально допустимый ток через защитные диоды.

Но и это еще не всё. Если речь идет о высокой точности, то надо вспомнить и о пульсации источника, помехах и переходных процессах от бросков тока... Смотрите на переходные характеристики источников питания, их пульсации на ВЧ и на 100Гц. Потом моделируйте цифровой фильтр, учитывайте требуемый ресурс на вычисления... Потому как все эти вещи придется фильтровать программно... А еще если АЦП поразрядного уравновешивания, то они сильно не любят, когда напряжение меняется в процессе сэмплирования. Поэтому проверьте, у них внутри должен быть узел "выборки-хранения"....

Это не совсем так.
Как я понял, это время паузы между пуском АЦП и отключением буферного конденсатора от входа.
То есть, это минимальное гарантированное "время сэмплирования". Вам ничего не стоит его увеличить до нужного,
сделав дополнительную паузу между переключением АЦП на нужный вход и пуском процесса АЦП.
Если вход АЦП не переключать, то время сэмплирования будет равно периоду измерений (10мкс) минус время для АЦП-преобразования.
То есть время, когда буферный конденсатор отключен от входа. И больше вы уже не сделаете...