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24位ADC:ADC的一些相关知识

发表时间:2022-07-21

  ADC是模数转换器的缩写,我们通常见到的像8位ADC、16位ADC、24位ADC,将自然界中的模拟量转换为MCU识别的数字量。通过ADC,我们可以采集各种传感器的测量数据,增强嵌入式设备的环境感知能力。


  ADC原理


  ADC有多种配置,常见的有逐次逼近型、积分型和∑-Δ型、并行比较型等。目前,单片机被广泛应用。以STM32为例,它是逐次逼近类型。


  逐次逼近类型的原理类似于天平称重。称重时,将要测量的物体放在一端,将砝码放在另一端。如果权重端相对较重,则移除一个,然后放置二次权重,直到两端的权重相等。


  逐次逼近类型由比较器、d/a转换器、缓冲寄存器和几个控制逻辑电路组成,ADC逐位比较从高到低,工作过程如下。


  1、清除缓冲寄存器


  2、转换开始后,首先将寄存器的高位置1发送到d/a转换器,d/a转换后的模拟量发送到比较器,称为Vo 。


  3、如果vo<,则将其与比较器要转换的模拟量VI进行比较;六、 该位保留,否则清除为0 。


  4、将寄存器的二高阶设置为1,将寄存器中的新数字量发送到d/a转换器,然后将输出VO与VI进行比较,如果VO<;六、 保留该位,否则将其清除为0


  循环此过程,直到寄存器的低位获得数字量的输出。


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  ADC分辨率


  ADC精度由位数决定,例如16位ADC、24位ADC、32位ADC


  例如,满标度电压为5V的16位ADC表示ADC的分辨率为2的16次方,总计65536位,即16位ADC的小变化幅度为1bit。5V分为65536个部分,可测量的小电压变化为5/65536v。现在我们读取的ADC值为1200,那么实际电压应为1200*5/65535。


  ADC参考电压


  参考电压是ADC测量精度的基本保障。参考电压的设计是很重要,它关系到整个系统设计的准确性。上例中提到的5vadc意味着该ADC的参考电压为5V。当ADC处于满标度时,测量值为参考电压,用于校正测量值。


  在设计电路时,应特别注意ADC的参考电压,不要将超过ADC参考电压的信号线直接连接到ADC的输入端。此时,我们需要使用精密电阻分压器或放大器分压器来调整信号。

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