ADC的內(nèi)部原理
發(fā)布日期:2022-01-10
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前言
用了這么久ADC,從沒(méi)細(xì)看過(guò)ADC的內(nèi)部原理和如何獲得很佳jing度，今天看到一篇ST的guan方文檔講的不錯(cuò)，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(gè)步驟均由ADC時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。每個(gè)ADC時(shí)鐘從結(jié)果到輸出產(chǎn)生一 位。ADC的內(nèi)部設(shè)計(jì)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(guò)程會(huì)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(kāi)關(guān)閉合
保持狀態(tài)
保持狀態(tài)：輸入斷開(kāi)，電容保持輸入電壓。Sb開(kāi)關(guān)打開(kāi)，然后S1-S11切換至接地且Sa切換至VREF。
逐次逼近
1、第yi個(gè)逼近步驟。S1切換至VREF。VIN與VREF/2比較
2、如果MSB = 0，則與VREF進(jìn)行比較，S1切換回接地。S2切換至VREF。
3、如果MSB = 1，則與?VREF進(jìn)行比較，S1保持接地。S2切換至VREF。
重復(fù)如上步驟，直到LSB為止?？梢院?jiǎn)單理解為二分法逐次進(jìn)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。
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