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读取外部电压ADC阻抗匹配

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jtracy3|  楼主 | 2025-5-13 07:41 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
单片机的基准电压一般为3.3V,如果外部信号超过了AD测量范围,采用电阻分压是最为简单的一种方法,然而很多时候你会在阻抗匹配的问题上“踩坑”。比如,SMT32的模数输入阻抗约为10K,如果外接的分压电阻无法远小于该阻值,则会因为信号源输出阻抗较大,AD的输入阻抗较小,从而输入阻抗对信号源信号的电压造成分压,最终导致电压读取误差较大。这样的情况会导致你测量电压的时候,发现有些电压点好像测的挺准,而有些电压点测量的偏差却又很大。


考虑阻抗匹配的问题,对于使用单片机读取外部信号电压,外接分压电阻必须选用较小的电阻,但在对功耗有要求的情况下,你不得不选用大阻值的电压分压后,这时候则需要使用电压跟随器进行阻抗匹配(电压跟随器输入阻抗可达到几兆欧姆,输出阻抗为几欧姆甚至更小)。如果信号源的输出阻抗较大,可采用电压跟随器匹配后再接电阻分压。

当然,你也可以选择外置的ADC芯片,但是在选型时,要留意其类型(SAR型、开关电容型、FLASH型、双积分型、Sigma-Delta型),不同类型的ADC芯片输入阻抗不同。常见的Sigma-Delta型是目前精度最高的ADC类型,也属于开关电容型输入,其所需要注意的问题相对比较多——


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沙发
robertesth| | 2025-5-21 16:19 | 只看该作者
信号源的输出阻抗应与ADC的输入阻抗相匹配

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板凳
tabmone| | 2025-5-21 17:38 | 只看该作者
适当增加采样时间、降低ADC输入阻抗、采用差分输入模式、使用外部滤波器、调整通道顺序等

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地板
暖心小太阳| | 2025-5-22 08:03 | 只看该作者
确实,阻抗匹配在ADC读取外部电压时非常重要。使用电压跟随器可以有效地解决阻抗不匹配的问题,保持信号的完整性。

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sanfuzi| | 2025-5-23 11:05 | 只看该作者
输入阻抗较低,需要低阻抗信号源。

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sdlls| | 2025-5-23 12:21 | 只看该作者
优化滤波器与布局设计              

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7
linfelix| | 2025-5-23 14:41 | 只看该作者
模数输入阻抗约为10KΩ。如果外部信号源的输出阻抗较大,会导致电压读取误差。

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8
macpherson| | 2025-5-23 15:22 | 只看该作者
在多通道ADC中,通道间的串扰可能会影响采样精度

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9
febgxu| | 2025-5-23 15:52 | 只看该作者
在参考电压管脚上加去耦电容,以滤除电源噪声

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10
1988020566| | 2025-5-23 16:59 | 只看该作者
多数ADC输入端呈高阻抗              

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11
saservice| | 2025-5-23 18:33 | 只看该作者
在对功耗有要求的情况下,可能需要使用电压跟随器进行阻抗匹配

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12
adolphcocker| | 2025-5-23 19:36 | 只看该作者
ADC的参考电压稳定,避免因参考电压波动导致的测量误差

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13
plsbackup| | 2025-5-23 19:48 | 只看该作者
对于开关电容型ADC,可以在输入端并联一个大电容,以减小采样过程中的电压下降。

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14
benjaminka| | 2025-5-23 20:01 | 只看该作者
在布局布线时,注意模拟部分和数字部分的隔离,以减少噪声干扰

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burgessmaggie| | 2025-5-23 20:20 | 只看该作者
电压跟随器具有高输入阻抗和低输出阻抗,可以作为阻抗匹配的缓冲器

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robincotton| | 2025-5-23 20:37 | 只看该作者
当需要使用大阻值的分压电阻以降低功耗时,可以使用电压跟随器进行阻抗匹配。

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17
bestwell| | 2025-5-23 20:48 | 只看该作者
PCB布线应缩短信号路径,避免高频干扰

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belindagraham| | 2025-5-23 21:14 | 只看该作者
电压跟随器(如运算放大器)可以有效地解决阻抗匹配问题。

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19
qiufengsd| | 2025-5-23 21:26 | 只看该作者
一些ADC内部集成了缓冲器,可以提供高输入阻抗,简化外部设计。

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20
sdCAD| | 2025-5-23 21:43 | 只看该作者
多个ADC通道共用同一信号源时,需确保各通道阻抗匹配一致,避免增益误差。

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