前言
用了這么久ADC,從沒細看過ADC的內(nèi)部原理和如何獲得最佳精度,今天看到一篇ST的官方文檔講的不錯,這里整理分享給大家。
SAR ADC內(nèi)部結(jié)構(gòu)
STM32微控制器中內(nèi)置的ADC使用SAR(逐次逼近)原則,分多步執(zhí)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換步驟數(shù)等 于ADC轉(zhuǎn)換器中的位數(shù)。每個步驟均由ADC時鐘驅(qū)動。每個ADC時鐘從結(jié)果到輸出產(chǎn)生一 位。ADC的內(nèi)部設(shè)計基于切換電容技術(shù)。下面的圖介紹了ADC的工作原理。
下面的示例僅顯示了逼近的前面幾步,但是該過程會持續(xù)到LSB為止
SAR切換電容ADC的基本原理(10位ADC示例),帶數(shù)字輸出的ADC基本原理圖:
采樣狀態(tài)
采樣狀態(tài):
電容充電至電壓VIN。Sa切換至VIN,采樣期間Sb開關(guān)閉合。
保持狀態(tài)
保持狀態(tài):
輸入斷開,電容保持輸入電壓。Sb開關(guān)打開,然后S1-S11切換至接地且Sa切換至VREF。
逐次逼近
第一個逼近步驟。S1切換至VREF。VIN與VREF/2比較
如果MSB = 0,則與?VREF進行比較,S1切換回接地。S2切換至VREF。
如果MSB = 1,則與?VREF進行比較,S1保持接地。S2切換至VREF。
重復如上步驟,直到LSB為止。
可以簡單理解為二分法逐次進行輸入電壓與參考電壓的比較。首次于VREF/2比較,下次比較根據(jù)上次比較結(jié)果決定,如果MSB=1則與?VREF比較。如果MSB=0則與?VREF比較。后面決定與1/8VREF 3/8VREF、 5/8VREF、 7/8VREF之一做比較。循環(huán)直到輸出LSB為止。
審核編輯:劉清
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原文標題:了解ADC的內(nèi)部原理
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