Modo diferencial AVR® ADC

Un convertidor analógico a digital (ADC) diferencial mide la diferencia de voltaje entre dos señales. Un ADC típicamente mide el voltaje entre la señal y la tierra, pero en el modo diferencial, el pin de tierra está realmente conectado a otra parte del circuito, por lo que el ADC puede medir la diferencia entre las dos señales. Esto se usa a menudo para medir una señal pequeña con un desplazamiento grande. El uso de una entrada diferencial permite que el ADC mida una porción más pequeña de la señal.

Configuración diferencial

Las entradas diferenciales se ejecutan a través de un amplificador de ganancia para aumentar el tamaño de la señal al convertidor. Algunos dispositivos AVR® tienen pasadores con ganancia ajustable. Cuando se utilizan canales de ganancia diferencial, se deben tener en cuenta ciertos aspectos de la conversión. Los canales diferenciales no deben utilizarse con un voltaje de referencia analógico (AREF) inferior a 2 V. En los dispositivos AVR, las conversiones diferenciales se sincronizan con el reloj interno CKADC2 igual a la mitad del reloj de ADC. Esta sincronización se realiza automáticamente por la interfaz ADC de tal forma que la muestra y retención ocurre en una fase específica del reloj CKADC2.

Tiempo de mediciones críticas

En un dispositivo AVR típico con modo diferencial, una conversión que inicie (es decir, todas las conversiones individuales y la primera conversión de ejecución gratuita) cuando la señal de reloj CKADC2 es baja tomará la misma cantidad de tiempo que una conversión de terminación única (13 ADC reloj ciclos desde el siguiente ciclo de reloj preescalado). Una conversión que inicie cuando la señal de reloj CKADC2 es alta tomará 14 ciclos de reloj ADC debido al mecanismo de sincronización.
En el modo de ejecución gratuita, se inicia una nueva conversión inmediatamente después de que se complete la conversión anterior, y dado que CKADC2 es alta en este momento, todas las conversiones de ejecución automática iniciadas automáticamente (es decir, todas menos la primera) tomarán 14 ciclos de reloj ADC.
Si se utilizan canales de ganancia diferencial y las conversiones se inician con el disparo automático, el ADC se debe desconectar entre las conversiones. Cuando se utiliza el disparo automático, el preescalador ADC se reinicia antes de que se inicie la conversión. Como la etapa de ganancia depende de un reloj de ADC estable antes de la conversión, esta conversión no será válida. Al deshabilitar y luego volver a habilitar el ADC entre cada conversión (estableciendo el bit ADEN en ADCSRA para luego en 1), solo se realizan conversiones extendidas. El resultado de las conversiones ampliadas será válido.

Aplicación típica

Leer el voltaje a través de una resistencia con un desplazamiento constante de tres voltios es un ejemplo simple donde una entrada diferencial puede medir la señal por encima del desplazamiento de CC.

Fuente: AVR® ADC Differential Mode