chiarimento connessione con Analog to digital converter

[ingmarketz]

Salve a tutti ,

stavo leggendo un application note della maxim e non capisco un concetto li descritto, lo riporto qui di seguito.

"If a temperature sensor has excessive output resistance, connecting a capacitor between the ADC input pin and ground can reduce the effective source impedance and minimize errors."

al link :
https://www.maximintegrated.com/en/app- ... mvp/id/571

Qualcuno mi spiega il motivo per cui l'errore si riduce?
La mia idea e' che aggiungendo questo condensatore che chiamiamo C1, la tensione ai capi di questo condensatore cambia piu' lentamente per cui il condensatore Csh puo' seguire meglio la tensione all'ingresso del sample and hold dell'adc. Tuttavia rallentando il segnale di uscita del sensore, non rischiamo di perdere la linearita' tra la quantita' fisica che stiamo misurando e il segnale generato dal sensore? Detto cio' immagino che la deduzione iniziale sia sbagliata. :) Spero che qualcuno di voi mi possa dare qualche suggerimento.

[harpefalcata]

Non credo sia una questione di rapidità o di velocità.

Quando hai a che fare con tensioni non continue, come quelle che si suppone dare in pasto all'ADC, il condensatore, o l'induttore viene visto come un'impedenza, ovvero come una resistenza sottoposta ad una tensione pulsante.

Quest'impedenza in ingresso all'ADC modifica la resistenza risultante dello stadio d'ingresso dell'ADC, riducendone gli errori.

[MarcoD]

La mia idea e' che aggiungendo questo condensatore che chiamiamo C1, la tensione ai capi di questo condensatore cambia piu' lentamente per cui il condensatore Csh puo' seguire meglio la tensione all'ingresso del sample and hold dell'adc.

Si è probabile sia così.

Tuttavia rallentando il segnale di uscita del sensore, non rischiamo di perdere la linearita' tra la quantita' fisica che stiamo misurando e il segnale generato dal sensore?

Teoricamente si, ma la conversione e la connessione al sample and hold durerà meno di 1 millisecondo, mentre il segnale temperatura avrà una variazione massima di 1 gradoC al secondo

[ingmarketz]

Grazie ad entrambi per il vostro commento , anche se devo dire che i vostri commenti sono in contraddizione per quanto riguarda il vostro parere sulla mia supposizione, (marco dice che ho ragione, harpefalcata dice che non dipende dalla velocita' del segnale). Personalmente, la risposta di Marco ha in my opinion piu'
senso . Vorrei Per cui sapere da harpefalcata in che modo l'inserimento di un condensatore tra l'ingresso dell'adc
e ground possa ridurre l'errore. Non riesco (anche matematicamente) ad immaginare come riducendo l'impedenza d'ingresso dell'ADC, l'errore possa diminuire, potresti buttare giu' due formule? (io ci ho provato ma non ne ho ricavato nulla).

[EcoTan]

Considera anche che Csh è di pochi picoFarad.

[harpefalcata]

Io la vedevo in questo modo: Non mi chiedere le equazioni che ora, dopo una giornata di lavoro in ufficio, non ci penso proprio.

Dal punto di vista logico, se io connetto un'impedenza in parallelo al gruppo d'ingresso dell'ADC, l'impedenza risultante che viene vista dall'ADC è minore della sola impedenza intrinseca del solo ADC, giusto?

A questo punto con un imedenza risultante minore, la corrente che arriva all'ADC aumenta e quindi la risposta fdi quest'ultimo migliora perché la sua sensibilità aumenta, rispetto al caso della sola impedenza intrinseca, dunque guadagni in termini di sensibilità dell'ADC.

Comunque più tardi, o domani mi studio per bene il documento e vedo se conferma a mia idea.

In ogni caso mi riservo il beneficio del dubbio.

Saluti.

[ingmarketz]

Grazie per il tuo commento harpefalcata, ma non ti seguo.

Io facevo un ragionamento penso un po' piu' semplice. Consideriamo un Rout=10k e una Csh = 10p e un Ron=1ohm. A questo punto cosi' come e' il circuito ha una costante di tempo:



ho trascurato Ron poiche' e' molto piu' piccola delle altre impedenze nel circuito.
Se aggiungo un condensatore tra l'ingresso del ADC e massa, aumento la capacita' di ingresso dell'ADC e la nuova costante di tempo diventa:



che e' anche piu' grande della precedente la quale dovrebbe aumentare ancora di piu' l'errore.
Mi sbaglio?

[EcoTan]

Se Cadded è molto maggiore di Csh, Csh viene caricata praticamente allo stesso valore già presente su Cadded quindi non vi è errore.
Bisogna vedere se ci preoccupiamo di più del transitorio di carica di Csh, che è legato alla frequenza di scansione dello ADC, o della risposta su Cadded, che rappresentando una temperatura dovrebbe importare poco.

[ingmarketz]

Grazie Ecotan per la tua risposta, ma non mi torna quello che dici. Ho allegato un immagine che forse mi aiutera' a chiarire quello che affermi.

La figura riporta un caso in cui dato un fissato intervallo di tempo in cui lo switch e' ON la capacita' Csh si dovrebbe caricare fino al valore generato dal sensore (Vs), nel caso di errore nullo. Tuttavia se il tempo di carica di Csh e' troppo grande la tensione di ingresso dell'ADC non riesce ad arrivare a Vs, per cui quando l'interruttore si apre il condensatore ha immagazzinato una tensione piu' bassa di quella che dovrebbe se avesse avuto sufficiente tempo da caricarsi fino a Vs.
Ora se aggiungo Cadded la carica diviene piu' lenta per cui chiudendo lo switch a riaprendolo la tensione immagazzinata su csh dovrebbe essere ancora piu' piccola di quella del caso precedente aumentando 'errore che potremmo calcolare come



Giusto?

[EcoTan]

Ora se aggiungo Cadded la carica diviene piu' lenta

Diventa più lenta la carica di Cadded da parte del sensore, ma più rapido il travaso da Cadded a Csh perché Cadded sta a valle della Rout (almeno, trascurando le altre resistenze).