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。
) V8 v0 h# h7 a  p! p1 L) d3 ^* j* R7 H. r) M% S# T4 i' V: q/ ~" L9 v
0 {0 _2 x3 E, U: `! h: ]9 D6 B
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。2 x2 A% v: Z, k

9 i% h9 Q: z$ M' H2 O" Y( K# ^

% f4 }% m" `. T( w/ y/ D3 M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。) L2 j( {/ H1 M1 ]( r9 c
# S, H5 u, B) X
: O" g" o3 N5 g- ]+ x
1.png
8 H+ c5 x( Y/ ]
  W; l, Q5 k# a/ h% b) [  i
" r0 b7 T! }& [% ^  V5 R% d3 o; K
不妨换个说法。0 d+ e6 W( d: {. ]) s! u- E
6 B4 b5 L: b$ ^5 ~4 a. [

0 x. b9 x, e  w# y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 .
& }0 q' _, S, B: o( F$ w! H. R7 {; {1 U( L

& S3 ]0 j4 Y8 a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 .7 Y  m0 g( _: o; v$ d" P
, {: Y: m) m& W0 d+ w1 U
' d% r, t' I4 d( V+ h& B2 N
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。
; e; r3 _& Z% [+ W, M
8 D3 d0 o2 H( K! T0 R+ Y, w

0 N1 \1 F: ~1 J4 F' u: H那如何使ADC的动态范围与最大输入信号的幅度相匹配?  |$ m1 |" s& v5 [% ]8 e
& Z' g5 h6 m# l5 M2 ~6 Q( s# {
3 z3 t) r4 Z7 T5 T: @& G. o( W$ ?
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。
' i3 h0 y) {/ M: U+ d* c6 E  ?
  g+ o' ^( c/ H/ U) A$ e
* ^- r8 {: G) [6 |* ^  ?3 x/ z5 E
1、选择合适的参考电压
( P3 k' q9 \9 Q; i6 Y7 k: i7 b+ R! W8 d7 R7 J  G0 e& U
" Q5 t7 N# C# v2 |( A5 Y8 N
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。* i/ \/ h( \/ c- k7 D% f0 C" y

" r4 e7 r( W$ r; b: |

3 N* g" G3 }/ t' b+ w7 D, M9 s 2.png # o. ?8 ^1 A* ~2 L

7 P3 `3 I/ Q2 G+ Y- g, s3 {% L
0 \# v% D6 {9 x" R$ {
2、使用前置放大器1 k% h0 c2 s, f: F9 N. s. x# i

& V& M% G4 l+ q6 X- R0 f
3 P9 C, O+ S! G5 g
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。
* N' E% o  u6 \9 ?4 A6 s( f$ D2 W) C* @) O$ D, U* Y
7 v: \; L) g/ V
3.png
1 ?; ^0 E* ~: V1 J$ `* K# [: G& u# z+ i7 H* i" `

" v& l& n; h- Y- s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。: t6 X; `: n' e; C0 G

* Y0 ~2 D+ t; g) L
3 ?0 j$ n3 Q- c, e% n/ l: y; D+ _
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
创新与技术
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