发生ADC误差的外部原因有哪些?
作者:雅博体育app网页版 发布时间:2021-11-24 01:02
本文摘要:相近电路发生的电磁辐射可能在模拟信号中发生高频噪声此时PCB走线相当于天线。 前言 ADC情况导致的误差 温度对ADC精度有重要影响。 它主要发生两种重要误差:偏移误差漂移和增益误差漂移。这些误差可以在微控制器固件中获得赔偿。 由于ADC输出为模拟信号电压与参考电压之比因此模拟参考上的任何噪声都市导致转换后 数字值的变化。在某些封装中VDDA模拟电源被用作参考电压(VREF+)因此VDDA电源的质量会影响ADC误差。

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相近电路发生的电磁辐射可能在模拟信号中发生高频噪声此时PCB走线相当于天线。

前言

ADC情况导致的误差

温度对ADC精度有重要影响。

它主要发生两种重要误差:偏移误差漂移和增益误差漂移。这些误差可以在微控制器固件中获得赔偿。

由于ADC输出为模拟信号电压与参考电压之比因此模拟参考上的任何噪声都市导致转换后 数字值的变化。在某些封装中VDDA模拟电源被用作参考电压(VREF+)因此VDDA电源的质量会影响ADC误差。

参考电压噪声

电源调治对于ADC精度十分重要因为转换效果是模拟输入电压与VREF+值之比。当毗连到VDDA或VREF+时如果这些输入上的负载及其输出阻抗导致电源输出下降将在转换效果中发生误差。

例如当模拟参考为3.3 V(VREF+ = VDDA)且信号输入为1 V时转换后的效果为:

在转换模拟信号时必须思量源电容和模拟输入引脚上的寄生电容。

源电阻和电容组成RC网络。此外ADC转换效果可能禁绝确除非将外部电容(CAIN + Cp)完全充满至输入电压值。(CAIN + Cp)值越大源频率越有限。

外部源电容和寄生电容划分用CAIN和Cp表现。

在采样时间内小而高频率的信号变化可导致较大转换误差。

此噪声由电气设备(例如电 机、发念头焚烧、电源线)生成。它增加了不需要的信号因此会影响源信号(例如传感 器)。这样一来导致ADC转换效果禁绝确。

误差 = 0x4D9 – 0x4CA = 15 LSB

其中N是ADC分辨率(在本例中N = 12)。

如果参考电压变化数字效果也将发生变化。

参考电压/电源调治

压降发生的误差为:0x4DC – 0x4D9 = 3 LSB。

SMPS(开关模式电源)通常内置快速切换功率晶体管。

这会在输出中发生高频噪声。此切换噪声介于15 kHz至1 MHz之间。

例如:如果所用电源的参考电压为3.3 V且VAIN = 1 V则数字输出为:

如果电源提供的电压即是3.292 V(在其输出毗连到VREF+后)则:

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外部参考电压参数

当使用外部参考电压源(VREF+引脚上)时该外部参考源有一些重要参数。必须思量三个 参考电压规格:温度漂移、电压噪声和恒久稳定性。

模拟输入信号噪声

可是当模拟参考中的峰间颠簸为40 mV时转换值变为:(1/3.34)× 4095 = 0x4CA(VREF+在其峰值处)。

最大输入信号幅度的ADC动态规模匹配不佳

为获得最高ADC转换精度ADC动态规模必须与待转换信号的最大幅度相匹配。我们假设待转换信号在0 V与2.5 V之间变化而且VREF+即是3.3 V。ADC转换的最大信号值为3102 (2.5 V)如下图所示。

在本例中有993个未使用转换(4095 – 3102 = 993)。这意味着转换后信号精度下降。

模拟信号源电阻的影响


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