[STM32F1] STM32F103 ADC 采样不稳定问题

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 楼主| 灰色与青 发表于 2025-7-1 18:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 灰色与青 于 2025-7-3 19:13 编辑

在一个使用STM32F103 的项目中,ADC 采样值波动很大,即使输入电压稳定,采样结果也会有 ±5 个 LSB 的跳动。

排查过程:

检查电源和地,发现 ADC 参考电压 VREF + 有轻微波动
查看 ADC 配置,发现采样时间设置过短 (55.5 周期)
检查 PCB 布局,发现模拟地和数字地没有分开

解决方案:

在 VREF + 和 GND 之间添加 10μF 和 0.1μF 去耦电容
增加 ADC 采样时间到 239.5 周期
改进 PCB 布局,将模拟地和数字地分开,最后单点连接

同时软件也增加滤波
// 原来的ADC初始化代码
ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampleTime_55Cycles5;

// 修改后的ADC初始化代码
ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampleTime_239Cycles5;

// 增加软件滤波
#define ADC_FILTER_N  8
uint16_t ADC_Filter(uint8_t channel)
{
    uint32_t sum = 0;
    uint8_t i;

    for(i = 0; i < ADC_FILTER_N; i++)
    {
        sum += ADC_GetConversionValue(ADC1);
        delay_ms(1);
    }

    return (uint16_t)(sum / ADC_FILTER_N);
}
albertaabbot 发表于 2025-7-3 17:18 | 显示全部楼层
模拟电源不稳定或存在噪声              
jackcat 发表于 2025-7-3 19:23 | 显示全部楼层
输入信号走线较长或靠近数字信号线,引入高频噪声
lihuami 发表于 2025-7-3 20:12 | 显示全部楼层
如果信号源内阻较大,ADC采样电容充电不足,也会导致读数跳变。可以根据信号源阻抗调整采样时间。
wangdezhi 发表于 2025-7-3 21:25 | 显示全部楼层
VDDA或VREF+存在轻微波动,影响ADC的基准电压。
nomomy 发表于 2025-7-4 10:17 | 显示全部楼层
若使用外部参考源,增加 LC 滤波
mattlincoln 发表于 2025-7-4 11:20 | 显示全部楼层
STM32F103 的 ADC 模块对供电质量非常敏感。
iyoum 发表于 2025-7-4 12:14 | 显示全部楼层
输入阻抗不匹配              
ulystronglll 发表于 2025-7-4 13:17 | 显示全部楼层
地线噪声耦合到模拟信号中,影响采样值。
macpherson 发表于 2025-7-4 14:16 | 显示全部楼层
优化PCB布局,将模拟部分与数字部分分离,避免高频信号线靠近ADC信号线
febgxu 发表于 2025-7-4 15:11 | 显示全部楼层
可以在软件中增加滤波算法,例如使用滑动平均滤波或中值滤波来平滑采样值。
plsbackup 发表于 2025-7-4 16:00 | 显示全部楼层
对比信号源输出与 ADC 输入引脚,排查 PCB 走线是否引入噪声。
zerorobert 发表于 2025-7-4 18:33 | 显示全部楼层
ADC信号走线应远离高频数字信号
geraldbetty 发表于 2025-7-4 21:08 | 显示全部楼层
定期对ADC进行校准,以补偿长期漂移和温度变化带来的误差
macpherson 发表于 2025-7-5 20:15 | 显示全部楼层
VDD的波动会直接影响ADC基准,导致采样误差。
lihuami 发表于 2025-7-5 21:03 | 显示全部楼层
在PCB上将AGND和DGND通过0Ω电阻或磁珠在电源入口处单点连接。
ingramward 发表于 2025-7-5 22:00 | 显示全部楼层
在电源和地之间增加去耦电容,以减少电源噪声。
kkzz 发表于 2025-7-6 10:06 | 显示全部楼层
过高的采样频率可能会导致ADC无法稳定采样,尤其是在低阻抗信号源的情况下。
hilahope 发表于 2025-7-6 15:13 | 显示全部楼层
在 VREF + 与 GND 间并联 10μF 钽电容 + 0.1μF 陶瓷电容,靠近 ADC 引脚
hilahope 发表于 2025-7-10 15:16 | 显示全部楼层
使用去耦电容和稳压电路来减少电源噪声
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