ADC 低时钟精度

只看该作者 · 2015-9-24 23:18

请教各位：

1、一个单片机的ADC模块，它的最高时钟为32MHz，如果分频到2KHz，会不会对采样精度有影响？个人感觉如果时钟太低的话，采样时间就会拉长，采样电容的电压就会因为漏电流而下降，导致误差增加。

2、假如ADC的Vref为3.3V，12 bits，总的不可调整误差为4LSB，那么3V的电压转换精度是不是比0.5V的转换精度高呢？换句话说，就是输入电压越高，转换精度越大，当然，输入电压要略小于Vref，以防止“削波”。

谢谢！

只看该作者 · 2015-9-25 00:13

它的最高时钟为32MHz，如果分频到2KHz，会不会对采样精度有影响？
这个看AD的设计.

个人感觉如果时钟太低的话，采样时间就会拉长，采样电容的电压就会因为漏电流而下降，导致误差增加。
那么说明你的电容真的太差了.

假如ADC的Vref为3.3V，12 bits，总的不可调整误差为4LSB，那么3V的电压转换精度是不是比0.5V的转换精度高呢？
这个和你用的ADC的结构有关,你可以找一下手册里面的线性看一下.一般来说越靠近边缘也差,但有些AD自己设计有补偿.

当然，输入电压要略小于Vref，以防止“削波”。
有些ADC内置一对比例电阻,允许输入电压小超(约0.3V)供电电压,并能正确测量.

1万 · 2015-9-25 10:37

你讲的精度和MCU本身没关系，根据测量的精度选择合适的MCU才是王道。

2万 · 2015-9-25 10:59

to LZ：

1）采样频率高低与“采样精度”无关，仅是采用时间间隔的事情。至于你说的“采样电容的电压就会因为漏电流而下降，导致误差增加。”，建议去了解一下ADC是如何采样保持的。

2）参考电压的高低，理论上并不影响ADC精度。当然，如果过低则会对ADC前端模拟部分会有影响。

只看该作者 · 2015-9-25 12:50

摸摸发表于 2015-9-25 00:13
它的最高时钟为32MHz，如果分频到2KHz，会不会对采样精度有影响？
这个看AD的设计.

因为采样电容都很小，比如8pf，如果电压值为3V，那么电容上的电荷就为3v*8pf，假如电容楼电流为1nA，就可以算出1ms后，电容的电压下降了多少…

只看该作者 · 2015-9-25 13:08

求进的心发表于 2015-9-25 12:50
因为采样电容都很小，比如8pf，如果电压值为3V，那么电容上的电荷就为3v*8pf，假如电容楼电流为1nA，就可 ...

8pF的电容漏电能有1nA,我想问问你这个是什么介质的电容.
PCB敷两片铜的绝缘都比这个高.

只看该作者 · 2015-9-25 13:10

HWM 发表于 2015-9-25 10:59
to LZ：

1）采样频率高低与“采样精度”无关，仅是采用时间间隔的事情。至于你说的“采样电容的电压就会因 ...

1，采样保持电路这块不是十分清楚，还望赐教…
2，至于参考电压高低对精度的影响，估计是我没说清楚，我这么说吧，假设一个2 bits的ADC，只存在量化误差，参考电压为4V，就是1个LSB为1V，那么当输入电压为0.5v，ADC输出为0，也就是0v，这个时候的误差为(0-0.5)/0.5，如果输入电压为3.5v，ADC输出为3，也就是4v,那这个时候的误差就是(3.5-4)/3.5，这两个精度肯定是后面的好啊

只看该作者 · 2015-9-25 13:17

摸摸发表于 2015-9-25 13:08
8pF的电容漏电能有1nA,我想问问你这个是什么介质的电容.
PCB敷两片铜的绝缘都比这个高.
...

所以说不确定嘛，因为没有实际测量…我是在网上搜到的，对电容的漏电流大小没概念。如果我给采样电容充电后，那你觉得过多久去采样它，可能会因为电压下降而导致误差

只看该作者 · 2015-9-25 13:27

采样电容8pF好像太小,具体你看看你的元件的数据手册要求.我们一般用的是104.有些地方要用到1uF,我们设计也是严格的按手册要求的采用.

2万 · 2015-9-25 13:30

求进的心发表于 2015-9-25 13:10
1，采样保持电路这块不是十分清楚，还望赐教…
2，至于参考电压高低对精度的影响，估计是我没说清楚，我 ...

"1，采样保持电路这块不是十分清楚，还望赐教…"

这个建议去看相关的书籍，这里仅就那个保持时间简单说一下：

ADC在进行模数转换时要求输入信号必须稳定不变，所以需要有一个保持电路以维持采样点上的信号值。这个保持时间的长短对于某个ADC来说是固定的，与采样周期没有对应关系（采样周期只要能涵盖这个保持时间即可）。

“2，至于参考电压高低对精度的影响，估计是我没说清楚，我这么说吧，假设一个2 bits的ADC，只存在量化误差，参考电压为4V，就是1个LSB为1V，那么当输入电压为0.5v，ADC输出为0，也就是0v，这个时候的误差为(0-0.5)/0.5，如果输入电压为3.5v，ADC输出为3，也就是4v,那这个时候的误差就是(3.5-4)/3.5，这两个精度肯定是后面的好啊”

你这个是“相对误差”，等分割下当然是数值越大“相对误差”越小。这不是ADC的精度！

只看该作者 · 2015-9-25 13:41

关于电容漏电,我只能给你个参考,顺便给个提议:其他地方省点料就算了,关键的那个电容不要买太便宜的.

图1:
10V电压通过1G欧电阻

2
10V电压通过104独石电容(杂牌,网上买的山寨货,超便宜)

3
10V电压通过120pF独石电容,火炬牌(国家大厂)

4
10V电压通过104独石电容,火炬牌(国家大厂)

PS:我的表在零电流大约偏差3-4个字(正值).

2万 · 2015-9-25 13:47

摸摸发表于 2015-9-25 13:41
关于电容漏电,我只能给你个参考,顺便给个提议:其他地方省点料就算了,关键的那个电容不要买太便宜的.

图1:

ADC的采样保持电路是内置在ADC之中的，根本就无需弄个外置分离电路！

只看该作者 · 2015-9-25 14:28

HWM 发表于 2015-9-25 13:47
ADC的采样保持电路是内置在ADC之中的，根本就无需弄个外置分离电路！

按你的意思是不需要外置缓冲电容?

2万 · 2015-9-25 14:36

摸摸发表于 2015-9-25 14:28
按你的意思是不需要外置缓冲电容?

你也就只能说说而已.

现成的ADC器件和包含ADC的MCU多的是，你可以去查一下相关的手册。此外，相关教科书和资料也同样很多。按理根本就不用我多说！

只看该作者 · 2015-9-25 14:38

HWM 发表于 2015-9-25 14:36
现成的ADC器件和包含ADC的MCU多的是，你可以去查一下相关的手册。此外，相关教科书和资料也同样很多。按 ...

按理就是根据实际采用的AD实际设计,并非所有的AD都带电压保持,ADC的采样保持电路是内置在ADC之中的，根本就无需弄个外置分离电路！你这样说根本就是误导.

2万 · 2015-9-25 14:44

摸摸发表于 2015-9-25 14:38
按理就是根据实际采用的AD实际设计,并非所有的AD都带电压保持,ADC的采样保持电路是内置在ADC之中的，根本 ...

你可以举例说明....

只看该作者 · 2015-9-25 14:58

HWM 发表于 2015-9-25 14:44
你可以举例说明....

LTC2400,我记得这个就不带
ADS1232也算带了,但是依旧需要一颗外置的电压保持电容
早期的ADC和新的Σ-Δ型不一样,Σ-Δ精度高,但瞬间抽取电流大,大多都需要一颗还过得去的电容.
这个和早期的积分式AD不一样,积分式AD需要的是一颗质量很好的积分电容.

2万 · 2015-9-25 15:49

摸摸发表于 2015-9-25 14:58
LTC2400,我记得这个就不带
ADS1232也算带了,但是依旧需要一颗外置的电压保持电容
早期的ADC和新的Σ-Δ型 ...

只看该作者 · 2015-9-25 18:35

HWM 发表于 2015-9-25 15:49

1234我没用过,但如果我没估计错,这里应该要接个电容.

2万 · 2015-9-25 18:46

摸摸发表于 2015-9-25 18:35
1234我没用过,但如果我没估计错,这里应该要接个电容.

1232和1234都有这个电容引脚，那是低通滤波，而不是什么采样保持。

ADC 低时钟 精度

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