请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

基于ADC的动态范围与最大输入信号幅度之匹配

[复制链接]
yumeii 发布时间:2020-1-8 15:18
正常来讲,ADC的动态范围与最大输入信号的幅度相匹配,对于得到最大的ADC转换精度是非常重要的。: T# q0 ^2 A1 g
8 Y4 M: q) D+ R
; u% ^' H, _/ f4 H4 w& i
ADC的动态范围与最大输入信号幅度严重不匹配是啥意思呢? 不妨举例说明之。
1 d) M, K. x% Q8 R: G7 z+ l
' R, ~3 o, g, g

4 C& f! Q1 t4 [6 X) x假定要转换的信号在0V至2.5V之间变化,而VREF+等于3.3V,ADC的分辨率为12位,则最大信号2.5V的ADC转换数值是3102,如下图所示。这样,就有993个未使用的转换值(4095 – 3102 = 993),即丢失了转换信号的精度。
& t4 [3 O9 E( l; o! k, R5 H% V( P! B
( D8 N* Q5 T8 h  z5 `
5 ?, |4 T  ~" R% A) N9 F: t
1.png 0 T6 T* q, T; x. l6 t" M+ Y9 N! A
+ a" q. ~7 `* r4 @3 s# {

0 k; f& @* o& |& G! f不妨换个说法。
$ X& q$ `0 x( m4 k$ {5 W1 {  f7 N- I4 j' V6 c7 k

; V" A  ]2 n7 p0 M* `; _* D4 k  h4 `当最大输入为2.5v,参考电压为3.3V时.输入信号所对应的实际分辨率为 2.5v/3102 .: }  j2 E! r  J8 M% C( y
* _; H3 d) c1 ]2 p/ G) ~
) G, Z9 C8 p5 y
若把ADC的参考电压调整为与输入相匹配,将参考电压也改为2.5V,那么2.5V输入所对应的ADC值则是满量程4095,此时的分辨率就提升到了2.5v/4095 .* W0 \3 f5 n, O
9 Q% t7 z! R/ D0 B# {
( s; S* Y* _4 F, |
实际应用中有人或许特意挑选一个分辨率比较满意的ADC芯片或带ADC的MCU,然而在具体设计的时候,ADC的最大输入信号离ADC模块的参考电压还相差一大截,这时当初挑选的ADC分辨率精度就根本没有被充分利用起来。如其这样,还不如选个哪怕分辨率低点、但参考电压跟输入信号幅度匹配的ADC芯片,这样或许成本上还可以省点。
: y+ ^1 J2 p% c
. G% p+ y) P7 J( }# H0 E
) p5 ~) R" z- Z6 ~: I
那如何使ADC的动态范围与最大输入信号的幅度相匹配?5 [3 ?4 s$ J5 s# Q6 z: N, J2 A
3 o2 M! r3 ~4 t  T/ C

- z5 f, D! N) S2 h$ V一般可以通过合理地选择参考电压或使用一个前级放大器,使用ADC的全量程输出,得到最大可能分辨率,从而提高转换精度。6 T5 S9 D! D5 K

( Y" p) n" o- x6 g& o; v

, i# o+ K0 ^1 g. s$ O: J( l7 d1、选择合适的参考电压& s$ O' l/ p1 M: _7 F

5 o8 J! ~7 h; I% ^
% t4 h/ u& z* P; R) k
让参考电压与要测量信号的幅值匹配,使用ADC模块的全范围、满量程输出,以得到最大的分辨率。3 a0 s, i, b) m0 E
  V' H" Q- H0 C) M

" h  j5 A0 p& V5 d: G8 p 2.png : v- _8 K5 e1 m- p- Q

: D5 A2 r& O/ \) h! B. \2 L5 ?3 q; d4 |; L
1 N0 E2 n( B/ |6 x) w' p2 o
2、使用前置放大器
6 P7 X. j8 w+ [4 ?8 w4 g3 D  n0 Z4 F

' f* Q  c' k6 r  X5 U4 m  {如果与ADC的测量范围相比,待测量的信号太小,可以使用一个外部的前级放大器。例如:如果要测量的信号变化范围是0V至1V之间,而VDDA是3V,这个信号可以被放大,使它的峰-峰幅度与VDDA的数值相同,增益为3。 这个放大器可以把输入信号的范围转换至ADC模块的范围。不过,此时注意设计这个放大器时不要引入其它额外的误差。  `+ |: K- u, t, s0 V* s9 B  g5 r

" w( s, t3 x2 x+ D) w
! h0 V; B8 \' I
3.png
: S  }, O6 w. W% J8 W9 w$ f: `" ?
2 o: ]5 A2 E" R& B5 o

  C2 Z9 K6 f0 A+ d9 F/ u3 I所以,在做ADC应用时,注意输入信号幅度要尽量与ADC模块的参考电压想匹配,充分使用到满量程,实现最佳转换精度。
& p; g7 ~- g0 m+ T& v$ O7 E' \
4 s  m* |" L3 Q! n/ c6 l+ e
: m/ u5 O7 E- R0 A  S
收藏 评论0 发布时间:2020-1-8 15:18

举报

0个回答

所属标签

相似分享

关于意法半导体
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新和工艺
招聘信息
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版