凡亿专栏 | 【干货分享】天天在用的ADC,内部原理你了解吗?
【干货分享】天天在用的ADC,内部原理你了解吗?
前言

用了这么久ADC,从没细看过ADC的内部原理和如何获得最佳精度,今天看到一篇ST的官方文档讲的不错,这里整理分享给大家。


SAR ADC内部结构

STM32微控制器中内置的ADC使用SAR(逐次逼近)原则,分多步执行转换。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的内部设计基于切换电容技术。


下面的图介绍了ADC的工作原理。下面的示例仅显示了逼近的前面几步,但是该过程会持续到LSB为止


SAR切换电容ADC的基本原理(10位ADC示例)

带数字输出的ADC基本原理图


6cb8a8a84001feb9c7f9a92dd409c8.png



采样状态

采样状态:电容充电至电压VIN。Sa切换至VIN,采样期间Sb开关闭合


19a4afcd01f7c1c9e33340d5bb6b29.png
保持状态

保持状态:输入断开,电容保持输入电压。Sb开关打开,然后S1-S11切换至接地且Sa切换至VREF。


e9ec600d57e481d2b09c703beaf837.png
逐次逼近

1、第一个逼近步骤。S1切换至VREF。VIN与VREF/2比较


4abd509082e11b34634f99d051c85d.png

2、如果MSB = 0,则与¼VREF进行比较,S1切换回接地。S2切换至VREF。


b636de55393b141294f948550067ea.png


3、如果MSB = 1,则与¾VREF进行比较,S1保持接地。S2切换至VREF。


3e41fc3556403a6bae77ba246a98e9.png

重复如上步骤,直到LSB为止。可以简单理解为二分法逐次进行输入电压与参考电压的比较。首次于VREF/2比较,下次比较根据上次比较结果决定,如果MSB=1则与¾VREF比较。如果MSB=0则与¼VREF比较。后面决定与1/8VREF 3/8VREF、 5/8VREF、 7/8VREF之一做比较。循环直到输出LSB为止。


声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表凡亿课堂立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容图片侵权或者其他问题,请联系本站作侵删。
相关阅读
进入分区查看更多精彩内容>
精彩评论

暂无评论