Защита АЦП

[Omino]

Пожалуйста, не превращайте топик в хз что.
АЦП планирую использовать для измерения напряжения и тока до и после импульсного преобразователя. Ардуина по результатам измерений будет выводить данные на жки и управлять преобразователем. Вот и возник вопрос по защите, наверно куплю стабилитронов на 4,7В и напаяю на входы...

[Alex9797]

АЦП планирую использовать для измерения напряжения и тока до и после импульсного преобразователя

Эта фраза должна была быть еще в первом посту. Она резко сузила бы диапазон вариантов защиты, и ответы были бы более определенными, а обсуждение темы - более продуктивным.
А теперь можно уверенно сказать, что для такого применения АЦП достаточно последовательно с его входом установить резистор 1...5 кОм, а параллельно входу - керамический конденсатор 1...2 мкФ, 25В, и стабилитрон 4,7...5,1В.

Но у стабилитронов, рассчитанных на такие малые напряжения, есть одна нехорошая особенность. У них форма ВАХ далеко не идеальная. И указанное номинальное напряжение стабилизации гарантируется только при номинальном токе. А при меньшем токе - и напряжение будет меньше. То есть, ток утечки у них возникает еще задолго до достижения номинального напряжения. Например, у того же стабилитрона 4,7В ток утечки может появляться уже при напряжении 3 вольта. И этот ток будет повышаться при увеличении напряжения.

Это означает, что с такой защитой на входе АЦП будет давать верные результаты только в диапазоне низких напряжений, примерно до половины диапазона. После чего, с ростом напряжения на входе, его погрешность будет все время расти. Причем рост погрешности нелинейный, что очень затрудняет ее коррекцию.

Чтобы уменьшить влияние этой особенности стабилитронов, надо на стабилитрон изначально подать ток, близкий к номинальному. То есть, вывести его рабочую точку на горизонтальный участок ВАХ, где зависимость напряжения от тока минимальна. А вход АЦП соединить с этим стабилитроном через диод Шоттки, с малым падением напряжения. Таким образом, влияние такой защитной цепочки на вход АЦП начнет сказываться только при достижении напряжения, равного сумме напряжения на стабилитроне и падения на диоде Шоттки. Отсюда легко определить тип стабилитрона. Его напряжение стабилизации должно быть меньше желаемого на величину падения на диоде. Например, если надо, чтобы защита срабатывала при 5В, то стабилитрон надо брать 4,7В. С диодом Шоттки защита ограничит входное напряжение примерно на уровне 5,0...5,1В

[akegor]

На входе АЦП обязан стоять фильтр. И на входе АЦП стоят защитные диоды.
Сопротивление фильтра можно выбрать таким образом, чтобы ток защитного диода не превысил, скажем, 5 мА. А уж емкость - исходя из сопротивления и необходимой частоты среза.
Таким образом, и овки сыты, и волцы целы.

[Alex9797]

на входе АЦП стоят защитные диоды.
Сопротивление фильтра можно выбрать таким образом, чтобы ток защитного диода не превысил, скажем, 5 мА.

Ток защитного диода может быть и небольшим. Но куда он идет? Он идет на цепь питания АЦП, и всего остального, что от этой цепи питается. А потребление современных микросхем все меньше и меньше. И вполне возможно, что оно намного меньше 5мА. И тогда, при подаче на вход АЦП повышенного напряжения, ток, который протекает через защитные диоды, приведет к повышению напряжения всей цепи питания микросхем. И тогда придется менять не только АЦП, но и все остальное.

Поэтому надо применять параллельные ограничители напряжения.

[ForcePoint]

И на входе АЦП стоят защитные диоды.
Сопротивление фильтра можно выбрать таким образом, чтобы ток защитного диода не превысил, скажем, 5 мА.

Но если на входе АЦП мульплексор и на неиспользуемом в данный момент входе - перегрузка, то на измеряемом входе могут случиться неочевидные с первого взгляда вещи и измерение будет испорчено.
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/93013a.pdf

[Omino]

Эта фраза должна была быть еще в первом посту.

Спасибо за пояснения, я так понял, что можно использовать один стабилитрон как в вашей схеме и использовать 4 диода Шоттки для защиты всех входов АЦП

[Alex9797]

один стабилитрон как в вашей схеме и использовать 4 диода Шоттки для защиты всех входов АЦП

Да, именно так, спасибо за понимание.

[akegor]

вполне возможно, что оно намного меньше 5мА. И тогда,

Но если на входе АЦП мульплексор и на неиспользуемом ... измерение будет испорчено.

Блин, сопротивление может быть и сто кил, через него сильно не впалишь.
Защитные диоды - защита от дурака. Вот защиту от долболоьа никак не придумают... Это ж надо додуматься - допустить в штатном режиме перегрузку по входу и считать, что все штатно и надо работать в таких условиях!
Извините, можно было пространней и мякше...

К ТС-у. Перед коммутациями задумывайтесь о последствиях и это будет наилучшей защитой, которая переплюнет все "щетки" и стабилитроны.

[Omino]

Вот защиту от долболоьа никак не придумают...

Я искренне надеюсь, что разработка уже в процессе

[b_raven]

вот уж правду говорят (где-то в другой ветке)
ардуХУино отбивает мозги

а на кой надо вешать внешний АЦП если у адуплины своих есть ?
али точности в 10 бит мало ?
ну и естессно делитель на входе понадобится
и опорное выставить нужное

а так, судя по всему, у ТС руки не в ту сторону чешутся (ИМХО)
пихать адуплины везде и вся. Поставил бы уже мегу какую-нить 88-ю например
там тебе всё есть (та же адуплина, только подумать немножко и руки выпрямить)