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您知道每天使用的ADC的内部原理吗?

时间:2024-11-23

前言使用ADC已有很长时间了,我从没看过ADC的内部原理以及如何获得最佳精度。

今天,我看到一份很好的ST正式文档,在这里我将与您分享。

SAR ADC内部结构STM32微控制器中的内置ADC使用SAR(逐次逼近)原理以多步执行转换。

转换步骤数等于ADC转换器中的位数。

每个步骤均由ADC时钟驱动。

每个ADC时钟从结果到输出产生一位。

ADC的内部设计基于开关电容器技术。

下图描述了ADC的工作原理。

以下示例仅显示了近似的前几个步骤,但是该过程将一直持续到LSB。

SAR开关电容ADC的基本原理(以10位ADC为例)具有数字输出的ADC的基本原理采样状态采样状态:电容器被充电至电压VIN。

在采样期间,将Sa切换到VIN,将Sb开关闭合,并保持以下状态:输入断开,电容器保持输入电压。

Sb开关打开,然后S1-S11接地,Sa切换到VREF。

依次近似为1,即第一个近似步骤。

S1切换到VREF。

比较VIN与VREF / 2 2.如果MSB = 0,则与¼VREF比较,并且S1切换回地。

S2切换到VREF。

3.如果MSB = 1,则与3 / 4VREF进行比较,并且S1保持接地。

S2切换到VREF。

重复上述步骤,直到LSB。

可以简单地理解为将输入电压与参考电压一一比较的二分法。

首次将其与VREF / 2进行比较,然后根据上一次比较的结果确定下一次比较。

如果MSB = 1,则将其与3 / 4VREF进行比较。

如果MSB = 0,则与¼VREF进行比较。

之后,决定与1 / 8VREF,3 / 8VREF,5 / 8VREF和7 / 8VREF之一进行比较。

循环直到输出LSB。

-结尾- (