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ADC采样的参考电源的准度问题

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楼主
本帖最后由 tyw 于 2022-11-14 18:48 编辑

ADC采样的参考电源的准度问题

假如ADC是12位的,MCU的供电电压3.3V,实际测试供电电压3.35V,偏差(3.35-3.3)/3.3≈1.5%,请问提高ADC采样的准度,这个电压还有必要再提升吗?貌似也提升不了多少准度了。有力施加到传感器的时候,电阻更小;没有施加压力的时候,电阻呈现无穷大;ADC采样的是压力的值,压力传感器是压阻型的,和一个固定电压分压之后送到MCU的ADC口进行采样。通过读取分压值就可以反推出当前的压力值。(图中NTC实际是压阻型压力传感器,根据压力的不同,电阻不同,分压不同,ADC不同,得出当前的压力值)

问题:
1.这种情况要如何进一步提升采样的准度?这个1.5%误差的基准电压(基准电压来源于MCU的供电电压)是否有必要进行进一步准度的提升,如果要提升,有哪些方法?

2.对于ADC采样参考电压来说,一个电源电压要怎样的准度才能算是准的?评断的标准是什么?知道的请详细说明依据,一起探讨,共同进步




ISL21090.pdf (1.25 MB)

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tyw 2022-11-15 19:58 回复TA
@QWE4562009 :8元,贵了点,哈哈,一般用TL431,2元够了,精度稍些. 
QWE4562009 2022-11-15 16:05 回复TA
@tyw :这个多少钱一片啊 
tyw 2022-11-14 18:48 回复TA
用精密电压基准芯片ISL21090 

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沙发
zchong| | 2022-11-15 09:28 | 只看该作者
1.这种情况要如何进一步提升采样的准度?这个1.5%误差的基准电压(基准电压来源于MCU的供电电压)是否有必要进行进一步准度的提升,如果要提升,有哪些方法?
答:要提高精度一般采用专用的电压基准源芯片,给MCU供电的LDO输出电压作为基准,在要求不高的情况下也是可以的,但初始精度、温漂之类的估计很难保证。

2.对于ADC采样参考电压来说,一个电源电压要怎样的准度才能算是准的?评断的标准是什么?知道的请详细说明依据,一起探讨,共同进步
答:重点是需要的采样精度,评价的标准就是你的需求,比如你只是采样一个电压用来判断高低电平,那这个误差就可以很大,随便用个电压作为参考一般都不会有问题,但是如果是精密测量一些微弱的信号,精度就要提高。此外需要注意的是,精密的系统一般会有校准,初始精度有时候反而不重要,重要的是稳定,比如如果参考电压是2.5V,实际每次开机都是2.6V,但能精准的维持在2.6V基本不变,我个人觉得也是很好的基准源。

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板凳
coody| | 2022-11-15 10:12 | 只看该作者
楼主这是比例测量,不需要准确的基准,只要基准稳定即可。类似的情况有:NTC测温,气压传感器电桥,电子秤压力传感器电桥。

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地板
xzkkzx| | 2022-11-15 11:01 | 只看该作者
比例测量,使用了同一基准会自动补偿。

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5
xch| | 2022-11-15 12:32 | 只看该作者
不如搭一个电桥,和差分放大器。电桥与MCU ADC 共同使用同一个电源来驱动。参考误差自动抵消

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6
QWE4562009|  楼主 | 2022-11-15 16:11 | 只看该作者
zchong 发表于 2022-11-15 09:28
1.这种情况要如何进一步提升采样的准度?这个1.5%误差的基准电压(基准电压来源于MCU的供电电压)是否有必 ...

需要±5%以内的的压力误差精度,可以推算出要多多大误差范围的电压精度才能满足要求呢

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7
QWE4562009|  楼主 | 2022-11-15 16:11 | 只看该作者
xch 发表于 2022-11-15 12:32
不如搭一个电桥,和差分放大器。电桥与MCU ADC 共同使用同一个电源来驱动。参考误差自动抵消 ...

上个电路我看看

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8
QWE4562009|  楼主 | 2022-11-15 16:11 | 只看该作者
xzkkzx 发表于 2022-11-15 11:01
比例测量,使用了同一基准会自动补偿。

比例测量和自动补偿是啥玩意

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9
R2D2| | 2022-11-15 19:59 | 只看该作者
既然是测试压力,为什么不把传感器说明书发出来?

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10
xch| | 2022-11-15 21:10 | 只看该作者

PGA308 ,309

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11
datouyuan| | 2022-11-16 09:43 | 只看该作者
本帖最后由 datouyuan 于 2022-11-16 09:45 编辑
QWE4562009 发表于 2022-11-15 16:11
比例测量和自动补偿是啥玩意

就拿你图中的ntc为例。
假如ntc在25℃时电阻为10K,R2电阻为10K。+5V和基准电压接相同网络。

那么只要adc采集值为0x0800,即ntc电阻等于R2,那么就是25℃。
R2的精度和稳定才是ntc测温的关键要求。
参考电源电压可以是2~3.6V之间任意值,不影响测量精度。

就如板凳所说,不需要准确的基准,只要基准稳定即可。并且此“基准”不是参考电源电压,而是R2.

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12
datouyuan| | 2022-11-16 09:54 | 只看该作者
图中NTC实际是压阻型压力传感器,根据压力的不同,电阻不同,分压不同,ADC不同,得出当前的压力值

虽然你没有提供传感器的规格书,但感觉和ntc类似。ADC采样的参考电源的准度不会对采样的准度有任何影响。你应该考虑R2的准度和稳定。

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13
天意无罪| | 2022-11-16 21:19 | 只看该作者
ADC测量的精度理论上和参考电压源的精度关系不大,ADC在测量时都要校准误差系数的,比如3.3V的参考源输出精度只有3%,只要有校准操作,且输出是稳定的,一样可以修正ADC的测量精度。

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