ADC采集电压基本原理

原创 已于 2023-02-08 15:53:39 修改
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于 2023-02-07 22:37:10 首次发布

将采样值转换为电压值，其精度与ADC的位数有关，即位数越多采样精度越高

以15位ADC采样为例，参考电压5V，则其采样范围就是0V~5V，15位ADC的分辨率为 2^15 = 32768，精度或者LSB(对任何AD来说，量化后输出的数字信号值都是以1LSB的电压值步进的)为： 5V/(2^15) = 0.000152587890625，可表示为 152.58789 µV/LSB

若ADC采集的值为 27541，则其电压值为 27541*152.58789 = 4202423.08µV = 4.202V

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因为ADC的精度是12位，无论ADC_DR的高16或者低16位都放不满，只能左对齐或者右对齐，具体是以哪一种方式存放，由 ADC_CR2 的 11 位 ALIGN 设置。可规则数据寄存器只有一个，如果使用多通道转换，那转换的数 据就全部都挤在了 DR 里面，前一个时间点转换的通道数据，就会被下一个时间点的另外一个通 道转换的数据覆盖掉，所以当通道转换完成后就应该把数据取走，或者开启 DMA 模式，把数据 传输到内存里面，不然就会造成数据的覆盖。ADC_JDRx 是 32 位的，低16位有效，高16位保留，
第一次接触单片机ADC 都会有这些问题
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ADC采样内部原理及ADC实现高分辨率采样
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qq_26972441的博客
04-16 1383
该方案有一个缺陷，就是每次ADC中断都需要CPU参与，在过采样率很高的情况下，上述方案消耗很多CPU资源，那么如果单片机内存资源足够的情况下可以考虑采用DMA模式，采集很多数据并将数据暂存下来，然后再做累加平均抽取。这是空间换时间的策略的体现。这个编代码也很容易，只需要申请一片内存区，内存区的大小可以定为256的倍数，这是因为在提升4位分辨率情况下，一个16位的输出样本需要256个12位样本。对信号进行过采样，然后在所需的采样周期内收集足够的样本以对它们进行平均，现在可以将16位输出数据用于16位测量。
ADC电压采集
qq_50688173的博客
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ADC，即模数转换器，（DAC是数模转换），ADC是一种将模拟信号转换为数字信号的设备。它在现代电子系统中广泛应用，尤其是在需要将现实世界的模拟信号（如温度、电压、声音等）转换为可以由数字设备（如微控制器、计算机等）处理的数字信号的场景中。
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STM89C56的博客
08-13 2871
ADC输入阻抗不是指两个分压电阻之和。‌输入阻抗（‌input impedance）‌是指一个电路输入端的等效阻抗，‌它是在输入端上加上一个电压源U，‌测量输入端的电流I，‌则输入阻抗Rin就是U/I。‌可以将输入端想象成一个电阻的两端，‌这个电阻的阻值就是输入阻抗。‌在ADC（‌模数转换器）‌的设计中，‌输入阻抗是一个重要的参数，‌它关系到信号源和ADC之间的匹配问题。‌例如，‌在ADC输入驱动器的设计中，‌端接电阻通常设计为50Ω，‌以满足高频和高SFDR范围指标。
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m0_58028719的博客
05-01 4858
stm32ADC学习
STM32学习之adc_stm32_gd32adc采集电压_adc_stm32adc端口_STM32ADC端口_
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STM8S ADC 电压采集是微控制器应用中的常见任务，用于获取模拟信号并转换为数字值，以便在数字系统中处理。STM8S系列是由意法半导体（STMicroelectronics）推出的8位微控制器，它内置了ADC（模拟-to-数字转换器）...
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压缩包内的文件“51单片机ADC0808电压采集”可能是包含了整个项目的所有资料，包括原理图、C语言源代码、protues仿真文件等，这些资源可以帮助学习者理解如何将51单片机、ADC0808和数码管结合，实现电压测量功能，并...
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在这个“ADC.rar_ADC采集电压”的压缩包中，包含的程序很可能是用于测试ADC性能，尤其是其在采集电压方面的表现。 ADC的工作原理通常包括以下几个步骤：采样、量化和编码。首先，采样阶段会按照一定的频率（采样率...
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AD 转换的过采样技术一般分三步： 1 高速 （相对于输入信号频谱） 采样模拟信号 2 数字低通滤波 3 抽取数字序列。采用这项技术，既保 留了输入信号的较完整信息，降低了对输入信号频谱的要求，又可以 提高采样子系统的精度。
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weixin_72011965的博客
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现状 尽管国内有华为、紫光、中芯微等一定知名度的芯片企业，但与欧美等企业差距很大，尤其在ADC芯片上表现尤为显著。目前ADC的供应商主要有德州仪器、亚德诺等企业。中国是全球最主要的芯片需求方，但是国内能造出高精度ADC芯片的企业微乎其微，即便造出来性能与价格也跟不上市场节奏故市场占有率几乎为0。 芯片千万种，ADC芯片就是最难造的之一。真实世界的模拟信号，例如温度、压力声音或者图像等需要转换成 更容易存储、处理和发射的数字形式 。模/数转换器（ADC）就实现了这个功能，在实际应用中为了微型化...
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可以得到分压后的电压大约 2.38V，然后将该电压送至次级电路，在次级电路中，首先通过 一个 100nF 的电容进行滤波，使输出的电压更加稳定，接着用二极管保护电路将电压限制 在 3.3V 和 0V 之间，当电压大于 3.3V 时，二极管正向导通，电压被限制在 3.3V，当产生 负压（电压小于 0V）时，二极管正向导通，输出点接地电压被限制在 0V。转换的结果为 1/2Vref,通过这样逐 次比较过程，将采样取得的模拟电压和内部参考电压 Vref 的加权值进行比较，不同的位数 赋予不同的权值。
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【正点原子STM32】ADC模数转换器（ADC类型、ADC工作原理、单通道ADC采集、单通道ADC采集（DMA读取）、多通道ADC采集（DMA读取）、单通道ADC过采样、内部温度传感器、光敏传感器）
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对于STM32系列，如果ADC的参考电压（VREF+）为3.3V，且分辨率为12位，则最小刻度为 ( \frac{3.3V}{2^{12}} ) ，即 ( \frac{3.3V}{4096} )。通过连接至ADC（模数转换器）的方式，可以读取电压的变化，从而得知光强的变化情况。它的位数决定了 ADC 的分辨率。在逐次逼近型 ADC 中，数码寄存器通常是一个 N 位的寄存器，其中 N 表示 ADC 的分辨率。这种光电流的变化是非线性的，即光强增大时，电流不是简单地线性增加，而是呈现出一种非线性的变化。
单片机——ADC采样
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ADC是指将模拟信号转换成数字信号的过程。通俗理解ADC采样就是采集电路中的电压，通过数值的方式表现出来。以STM32F103系列为例，它可以反应0~4095，换句话说，它采集的电压数值上表现为0~4095，也就是12位ADC（2^12）。
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ADC（模数转换器）采集电压的算法原理主要涉及将模拟电压信号转换为数字信号的过程。以下是ADC采集电压的基本原理和步骤： 1. **采样（Sampling）**： - 采样是将连续时间信号转换为离散时间信号的过程。采样定理指出，采样频率必须至少是信号最高频率的两倍，以避免混叠现象。 2. **量化（Quantization）**： - 量化是将采样后的连续幅值转换为离散幅值的过程。ADC的分辨率决定了量化的精度。例如，8位ADC可以将电压范围划分为256个离散电平。 3. **编码（Encoding）**： - 编码是将量化后的离散幅值转换为二进制代码的过程。每个量化电平对应一个唯一的二进制代码。 4. **校准（Calibration）**： - 校准是为了提高ADC的精度和线性度。通过校准，可以消除偏移误差和增益误差。 5. **滤波（Filtering）**： - 滤波是为了去除噪声和干扰。常用的滤波方法包括低通滤波、带通滤波等。 ### ADC采集电压的具体步骤 1. **初始化ADC**： - 设置ADC的工作模式、采样频率、分辨率等参数。 2. **启动转换**： - 通过软件或硬件触发启动ADC转换。 3. **读取数据**： - 等待转换完成，然后读取ADC输出的数字值。 4. **数据处理**： - 将读取的数字值转换为实际电压值。通常使用以下公式： \[ V = \frac{D \times V_{ref}}{2^n} \] 其中，\(V\) 是实际电压，\(D\) 是ADC输出的数字值，\(V_{ref}\) 是参考电压，\(n\) 是ADC的位数。 ### 示例代码（以Arduino为例） ```cpp const int adcPin = A0; // ADC输入引脚 const float Vref = 5.0; // 参考电压 void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { int adcValue = analogRead(adcPin); // 读取ADC值 float voltage = (adcValue * Vref) / 1024.0; // 转换为电压 Serial.println(voltage); // 输出电压值 delay(1000); // 延时1秒 } ```
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