在设计单片机（MCU）的模数转换器（ADC）外围电路时，需确保信号质量、抗干扰能力和转换精度。以下是关键设计要点及注意事项：
1. 输入信号调理电路
电压范围匹配
分压/衰减电路：确保输入信号在ADC的测量范围内（如0~3.3V）。对于超出范围的信号，使用电阻分压或运算放大器衰减。
电平抬升：若输入信号为双极性（如±5V），需通过偏置电路将其调整为单极性信号（如0~3.3V）。
滤波设计
低通滤波：抑制高频噪声（如开关噪声、射频干扰）。常用RC滤波电路（电阻+电容），截止频率需高于信号频率但低于ADC采样频率的1/2（避免混叠）。
示例：若信号频率为1kHz，采样频率为10kHz，截止频率可设为2kHz。
抗混叠滤波：在ADC输入端加入RC或运放有源滤波器，防止高频噪声混叠到有用频带。
保护电路
限流电阻：在输入端串联电阻（如1kΩ~10kΩ），防止过流损坏ADC引脚。
钳位保护：使用TVS二极管或肖特基二极管将输入电压钳位到电源和地，避免过压（如超过VDD+0.3V或低于GND-0.3V）。
2. 参考电压设计
参考源选择
内部参考电压：大多数MCU内置参考电压（如1.2V、2.5V），但精度和温漂较差，适用于低精度场景。
外部参考电压：高精度应用需外接参考源（如TL431、REF5025），需选择低温漂（<10ppm/℃）和低噪声的基准源。
参考源去耦
在参考电压引脚附近并联电容（如10μF电解电容+0.1μF陶瓷电容），抑制电源噪声。
3. 电源与地线设计
电源去耦
ADC电源引脚需就近放置去耦电容（如0.1μF陶瓷电容+1μF钽电容），滤除高频噪声。
若ADC有独立的模拟电源（AVDD）和数字电源（DVDD），需通过磁珠或0Ω电阻隔离。
地线处理
模拟地与数字地分离：通过单点连接（如0Ω电阻或磁珠）避免数字噪声耦合到模拟地。
地平面设计：PCB布局时确保模拟部分的地平面连续，减少回流路径阻抗。
4. 抗干扰措施
屏蔽与隔离
模拟信号走线远离高频数字信号线（如PWM、时钟线）。
对敏感信号采用屏蔽线或包地处理。
阻抗匹配
高阻抗信号源（如传感器输出）需通过电压跟随器（运放缓冲）降低输出阻抗，避免采样误差。
5. PCB布局关键点
信号走线最短化：减少信号路径长度，降低噪声耦合。
避免交叉干扰：模拟信号与数字信号分层走线或垂直交叉。
铺地屏蔽：在ADC周围铺铜并打地孔，增强抗干扰能力。
6. 软件辅助优化
软件滤波：通过均值滤波、中值滤波或卡尔曼滤波算法进一步降低噪声。
校准补偿：定期进行零点校准和增益校准（如使用已知电压校准ADC偏移）。
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