关于STM32 ADC使用的一个奇怪问题

只看该作者 · 2012-3-16 15:45

本人使用STM32F103CBT6的AIN0 ~ AIN8总共9路ADC通道采集9路交流信号，其中PA0，PA1，PA5使用ADC1，其余通道使用ADC2，双通道模式，DMA软件触发，在定时器2中定时触发ADC（触发频率为3.2KHZ），现在的情况是PA0，PA1，PA5的交流信号基本相同，而PA0，PA1采集得到的值是正确的，PA5采集的值明显偏小，大约偏小1%，理论上应该大致相等，请问这是什么原因造成的？谢谢！

1万 · 2012-3-16 16:51

测量的准确性与硬件环境有很大关系。

只看该作者 · 2012-3-16 16:56

套句经典台词：没图没真相。

1万 · 2012-3-16 21:49

交流信号的频率是多少, 会不会是采样相位的原因?

只看该作者 · 2012-3-16 22:12

部分原理图和PCB如下：

部分原理图.pdf (17.16 KB)

PCB.pdf (52.42 KB)

只看该作者 · 2012-3-16 23:02

今天下午测试发现，只有PA0和PA1的精度较高，其余的精度较低，误差大约0.2%（以600V为量程的引用误差），而PA0和PA1可以达到0.05%，其他通道的信号用飞线引到PA1进行测试发现精度也非常高，排除了前端模拟电路的问题，然后把PA1通道的信号分别引到PA5、PA3和PA2进行测试，精度也只能达到0.2%，开始怀疑PCB走线问题，因为PA4、PA5、PA6、PA7、PB0并行走线，但是PA2走线应该没问题，但是现象还是一样，所以排除了走线问题。同时软件也是比较成熟的，之前测试三相电压是通过模拟开关进行切换到PA0，现在是去除了模拟开关，软件进行了相应的调整。ADC配置情况如下：双ADC模式，使用定时器2进行软件触发，触发频率固定为3.2K，ADC采样频率为204.8KHz，每次进行16倍过采样（DMA），最后采集到的数据采用准同步采样算法进行DFT分析！

只看该作者 · 2012-3-17 09:40

你的图不是很全，只能说亮点，建议你把R45等电阻变小，然后把采样时间加长，这样采样精度就会提高。

只看该作者 · 2012-3-17 09:40

楼主是测三相电压的吗，我做的项目也是的，我用的是互感器的，你这种好像成本可以降低不少，我用双ADC模式时也有问题的，双ADC模式时测量出来电压偏低的，现在我就用1路ADC来扫描的

只看该作者 · 2012-3-17 09:45

我做的时候全部精度都在0.2%，当然互感器的精度都是0.2%的，所以没法说准确还是准确，个人感觉，两个AD同时没什么问题的，我也是这么用的。

只看该作者 · 2012-3-17 09:48

另外，你这样做，你要量一下你的模拟量电压或数字电压的差，看看是不是有问题。

只看该作者 · 2012-3-17 15:03

模拟量电压正确的，三路基本一致，但是出来的AD值差的很多

1万 · 2012-3-17 16:20

ADC的多个通道并不是同步触发和采集的.
ADC的多个通道间采集的间隔时间与ADC自身有关,可以仔细看看datasheet.
如果需要同步采集的ADC,价格要高很多.

只看该作者 · 2012-3-17 17:01

个人观点，就楼主这个产品而言，根本不需要什么同步采集，就说不同通道的问题，确实也很奇怪。

只看该作者 · 2012-3-17 19:14

同步采样是为了同时采集电压和电流，这样单项功率的精度要高些，克服了采样产生的相位差

只看该作者 · 2012-3-18 09:42

你电源是不是存在问题，因为stm32要求模拟电压和数字电压必须相同，而你的那个方法在升压过程中和完成后都有可能存在误差，导致模拟设备工作不正常。

只看该作者 · 2012-3-18 09:44

ST至今也没有说一个比较好的方法来解决这个问题，只说了要求。

只看该作者 · 2012-3-18 13:42

VDDA实测电压为3.252V，VDD实测电压为3.308，两者差值为56mV，在300mV以内！今天拿以前的产品验证了一下发现，PA0和PA1通道电压精度较高，其余通道精度较差，可以排除走线和软件问题，电源差异的问题我再测试一下！

只看该作者 · 2012-3-18 14:03

现在我用VDD给VDDA供电进行测试，发现现象还是一样的，同一个信号分别连到PA0和PA2，AD测出来的值相差1.4%左右，而PA0和PA1则没有这个问题

只看该作者 · 2012-3-18 14:10

想确认下STM32的ADC内部的MUX到底是怎么做的，按照道理来讲不应该有这个问题，除非是通道之间的漏电流较大。

只看该作者 · 2012-3-18 14:16

//--------------------------------------------------------------------------------------------------
// STM32 ADC相关定义
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
#define ADC_SAMP_CYC ADC_Samp_41Cyc5 // ADC采样周期28.5

/***************************************************************************************************
* 函数名称: stm32_ADCSetup()
* 函数功能: STM32 ADC初始化设置，PA1 ~ PA6为模拟输入
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
* 使用说明：初始化ADC相关寄存器,ADC时钟为11.0592MHz
* 创建日期: 2010年08月09日
***************************************************************************************************/
__inline static void stm32_ADCSetup(void)
{
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_ADC1EN | RCC_APB2ENR_ADC2EN; // ADC1、ADC2时钟使能
Delay(20); // 增加一定延时，等待时钟使能完成
RCC->APB2RSTR |= RCC_APB2ENR_ADC1EN | RCC_APB2ENR_ADC2EN; // 复位ADC1、ADC2
Delay(20);
RCC->APB2RSTR &= (~RCC_APB2ENR_ADC1EN) & (~RCC_APB2ENR_ADC2EN); // 复位结束
Delay(20);

// AIN0作为电压输入，16倍过采样
ADC1->CR1  = 0x00060100; // 规则同步模式、使用扫描方式、禁止产生EOC中断
ADC1->CR2  = 0x001E0000; // 规则通道软件触发、右对齐、不使用DMA、关闭ADC1转换

ADC1->SQR1 = (ADC_Chl_0)|(ADC_Chl_0 << 5)|(ADC_Chl_0 << 10)|(ADC_Chl_0 << 15)|(0x0F << 20);
ADC1->SQR2 = (ADC_Chl_0)|(ADC_Chl_0 << 5)|(ADC_Chl_0 << 10)|(ADC_Chl_0 << 15)|(ADC_Chl_0 << 20)|(ADC_Chl_0 << 25);
ADC1->SQR3 = (ADC_Chl_0)|(ADC_Chl_0 << 5)|(ADC_Chl_0 << 10)|(ADC_Chl_0 << 15)|(ADC_Chl_0 << 20)|(ADC_Chl_0 << 25);

// AIN1作为电流输入，16倍过采样
ADC2->CR1  = 0x00000100;
ADC2->CR2  = 0x001E0000;

ADC2->SQR1 = (ADC_Chl_2)|(ADC_Chl_2 << 5)|(ADC_Chl_2 << 10)|(ADC_Chl_2 << 15)|(0x0F << 20);
ADC2->SQR2 = (ADC_Chl_2)|(ADC_Chl_2 << 5)|(ADC_Chl_2 << 10)|(ADC_Chl_2 << 15)|(ADC_Chl_2 << 20)|(ADC_Chl_2 << 25);
ADC2->SQR3 = (ADC_Chl_2)|(ADC_Chl_2 << 5)|(ADC_Chl_2 << 10)|(ADC_Chl_2 << 15)|(ADC_Chl_2 << 20)|(ADC_Chl_2 << 25);

// 设置通道0 ~ 1的采样时间，41.5 + 12.5个周期 fadc = 11059.200 / 54 = 204.8 KHz
ADC1->SMPR2 = (ADC_SAMP_CYC) | (ADC_SAMP_CYC << 3);
ADC2->SMPR2 = (ADC_SAMP_CYC) | (ADC_SAMP_CYC << 3);

ADC1->CR2 |= ADC_CR2_ADON; // 开启AD转换器，上电时间最大1uS
ADC2->CR2 |= ADC_CR2_ADON;
Delay(1000);

ADC1->CR2 |= ADC_CR2_RSTCAL; // 使能ADC1、ADC2复位校准寄存器
ADC2->CR2 |= ADC_CR2_RSTCAL;
while(ADC1->CR2 & ADC_CR2_RSTCAL); // 等待复位结束
while(ADC2->CR2 & ADC_CR2_RSTCAL);
Delay(1000);

ADC1->CR2 |= ADC_CR2_CAL; // 开启ADC1、ADC2校准
ADC2->CR2 |= ADC_CR2_CAL;
while(ADC1->CR2 & ADC_CR2_CAL); // 等待校准结束
while(ADC2->CR2 & ADC_CR2_CAL);
Delay(1000);
ADC1DMAEnable();
}

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