[APM32F0] ADC输入端波形不稳的分析

[复制链接]
 楼主| 一个人破 发表于 2023-6-7 14:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
ADC是MCU产品较为常用的一个功能。我这里想对遇到的采样输入端波形不稳做个案例分享。**能够给大家带来参考作用。

有次学弟屁颠屁颠的跑过来问我,说为什么他的ADC输入端波形会不稳,并且降低采样频率后,精度依旧不够。我看了他的电路,发现他是直接将稳压电源对ADC进行输入,同时用示波器对输入波形进行观察。

波形特征如下:每次ADC采样时,会有一个电平掉落现象,波形产生下陷。
输入端波形.png
我出于本能的,觉得模拟输入端口应该加一个小电容进行滤波就可以了。于是加了一个104电容,有效果。电容越大,产生的电压降落的幅度将越小。后来查了一些资料,发现并不是这么简单。

现在市场上的MCU内部搭配的ADC大多是SAR(逐次逼近结构)。事实上,这种电压扰动产生于SAR ADC内部固有的采样保持电路的基本工作原理,而当ADC的相关时间都设置正确时,这样的扰动并不会使转换精度有所损失。反之,如果没有采用合适的设置,将会导致ADC在转换过程中损失显著的精度。

我们可以把这里说的“相关时间”分成2部分看:
  • 软件配置的ADC采样时间。ADC的采样频率越快,采样时间就越短。反之,ADC的采样频率越低,采样时间就越充裕。因此,为了提升采样精度,我们可以适当降低ADC的采样频率。
  • 硬件配合的外部RC电路。RC元件的取值会从本质上影响ADC转换的精度,为了获得最佳的ADC性能,我们需要小心对待并设计外部RC元件,在选取采样时间时也必须参考采样电容充电的时间常数。只要在采样时间内,采样电容能够完成充电,那么即使存在波形扰动,在结果寄存器中依旧能够得到准确的转换结果。
ADC等效电路.png
(文章部分内容节选自《NXP的应用笔记AN4373——如何使ADC达到最佳的性能》,想了解更多的话,推荐去看看,写的很详细)


chenjun89 发表于 2023-6-10 14:20 来自手机 | 显示全部楼层
ADC开启的时候,内部先是一个充电动作。
专注于嵌入式 发表于 2023-6-12 15:25 | 显示全部楼层
这不是常识么
qcliu 发表于 2023-7-3 13:41 | 显示全部楼层
用示波器进行观察本来就会引入额外的干扰
drer 发表于 2023-7-3 14:04 | 显示全部楼层
这个涉及到采样电阻需要匹配的问题吗
coshi 发表于 2023-7-3 15:30 | 显示全部楼层
为什么有时候两路adc采集会互相产生干扰呢
kxsi 发表于 2023-7-3 15:49 | 显示全部楼层
coshi 发表于 2023-7-3 15:30
为什么有时候两路adc采集会互相产生干扰呢

这个估计和内部的原理以及模块配置有关系
wiba 发表于 2023-7-3 16:19 | 显示全部楼层
既然这两种方式都有不完美的地方,那么我们可以通过什么方式进行改进呢
tpgf 发表于 2023-7-3 16:39 | 显示全部楼层
采样频率不能过快也不能过慢  需要和被采样信号相匹配就好了
chenqianqian 发表于 2023-7-3 20:43 来自手机 | 显示全部楼层
主要是内部采样电容充电引起的
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

33

主题

136

帖子

3

粉丝
快速回复 在线客服 返回列表 返回顶部