kmzuaz 发表于 2025-3-31 15:30

如何读取外部电压ADC阻抗匹配

单片机的基准电压一般为3.3V，如果外部信号超过了AD测量范围，采用电阻分压是最为简单的一种方法，然而很多时候你会在阻抗匹配的问题上“踩坑”。比如，模数输入阻抗约为10K，如果外接的分压电阻无法远小于该阻值，则会因为信号源输出阻抗较大，AD的输入阻抗较小，从而输入阻抗对信号源信号的电压造成分压，最终导致电压读取误差较大。这样的情况会导致你测量电压的时候，发现有些电压点好像测的挺准，而有些电压点测量的偏差却又很大。

考虑阻抗匹配的问题，对于使用单片机读取外部信号电压，外接分压电阻必须选用较小的电阻，但在对功耗有要求的情况下，你不得不选用大阻值的电压分压后，这时候则需要使用电压跟随器进行阻抗匹配（电压跟随器输入阻抗可达到几兆欧姆，输出阻抗为几欧姆甚至更小）。如果信号源的输出阻抗较大，可采用电压跟随器匹配后再接电阻分压。
也可以选择外置的ADC芯片，但是在选型时，要留意其类型（SAR型、开关电容型、FLASH型、双积分型、Sigma-Delta型），不同类型的ADC芯片输入阻抗不同。常见的Sigma-Delta型是目前精度最高的ADC类型，也属于开关电容型输入，其所需要注意的问题相对比较多

lzmm 发表于 2025-4-5 21:54

直接连接（适用于高阻抗ADC）​

sheflynn 发表于 2025-4-8 10:53

若信号电压超过ADC量程，设计分压电阻网络，确保分压后电压在ADC量程内。

belindagraham 发表于 2025-4-8 12:25

差分对对称设计 + 共模抑制            

sheflynn 发表于 2025-4-8 15:29

主要关注的是防止过载和信号反射。

pentruman 发表于 2025-4-9 21:22

进行阻抗匹配之前，需先测量信号源的阻抗。可使用阻抗分析仪等设备进行测量，也可采用一些简单的方法进行估算。

louliana 发表于 2025-4-10 00:32

如果外部电压信号源的内阻较低（如小于1kΩ），而ADC输入阻抗较高，可以考虑串联一个小电阻

mnynt121 发表于 2025-4-10 16:47

在开关电容型ADC输入端并联大电容（如1μF），可等效为纯阻性阻抗，减小分压误差。

updownq 发表于 2025-4-10 20:54

使用专用的ADC驱动芯片​            

作业粉碎机 发表于 2025-4-10 21:27

如果外接分压电阻太大，是不是可以用电容来改善一下信号稳定性呢

懒癌晚期患者 发表于 2025-4-11 08:11

电阻分压简单，但容易出错，有没有什么技巧可以避免阻抗匹配问题

蚊子的噩梦 发表于 2025-4-11 10:47

在功耗要求严格的情况下，有没有什么办法既能用大阻值分压电阻又不影响阻抗匹配

勇敢的大白菜 发表于 2025-4-11 16:03

lzmm 发表于 2025-4-5 21:54
直接连接（适用于高阻抗ADC）​

这种方法好的

暗夜幽灵骑士 发表于 2025-4-11 18:24

电压跟随器的输入阻抗真的有那么高吗？能具体说说它的原理吗？

海市蜃楼神秘 发表于 2025-4-11 21:47

Sigma-Delta型ADC精度高，那它输入阻抗低的问题怎么解决呢

rosemoore 发表于 2025-4-12 21:54

对于使用单片机读取外部信号电压，外接分压电阻必须选用较小的电阻。

mollylawrence 发表于 2025-4-12 22:16

若外部分压电阻阻值过高，会因分压效应导致电压测量误差。

jkl21 发表于 2025-4-13 11:50

高频信号需注意阻抗匹配，避免信号反射导致失真。

averyleigh 发表于 2025-4-13 14:42

输入阻抗不是固定不变的，它可能会随着采样频率、电源电压等因素的变化而有所变化。

mmbs 发表于 2025-4-13 15:24

简化设计，提升信号完整性。            
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