ADC外接电容:作用

博客介绍了ADC外接电容的作用,包括存储电荷、滤波,与电阻组成低通滤波。还提到ADC采样和转化是内部电容快速充放电过程,外接电容可在此时快速补给电荷,避免因电阻分压响应慢导致ADC采样值振荡。

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ADC外接电容:作用就是存储电荷的作用,当然也有滤波,和上面那个电阻组成低通滤波

ADC的采样和转化其实就是ADC内部电容的快速充放电,快速充放电的时候,这个电容可以快速给ADC补给电荷,否则ADC的采样值会有振荡,因为电阻分压的响应速度很慢

### ADC外部输入电路中电阻和电容作用与设计 #### 1. 输入电阻的作用ADC外部输入电路中,输入电阻的主要功能是对信号源的输出阻抗进行匹配以及滤除高频噪声。然而,当输入电阻过大时,可能会导致采样过程中无法及时对内部采样电容充电完毕。这将直接影响ADC转换结果的准确性[^2]。 例如,在某些情况下,如果输入电阻从较低值(如1.1kΩ)增加至较高值(如5.1kΩ),即使是在相同的采样时间内(比如500ns),也可能因为时间常数变大而导致采样电容未能完全充电。这种不充分的充电会使结果寄存器中的数值偏离真实值,表现为转换结果不稳定或误差较大。 #### 2. 输入电容作用 输入电容主要起到稳定电压和进一步滤波的作用。它能够平滑来自信号源的瞬态波动,并减少外界干扰的影响。但是需要注意的是,较大的输入电容虽然有助于降低噪声水平,却可能延长整个系统的响应时间,从而影响快速采样的性能。 另外,由于存在一定的能量转移过程——即先由外接电容器向内部采样保持电容(Csh)传递部分电量再继续完成后续操作——所以两者之间会产生短暂压降现象;这一特性同样取决于具体参数配置情况下的动态行为表现形式。 #### 3. 设计原则 为了确保良好的ADC工作状态及其测量精度,应当遵循如下几点基本原则: - **合理设置RC网络**:综合考虑目标应用需求(包括但不限于速度要求、分辨率期望等方面),通过理论分析或者实验验证来选定合适的R-C组合方案; - **关注时间常数τ=RC** :保证总的等效时间常数小于允许的最大限度范围之内,使得每次采集动作都能顺利完成预期任务而不至于因延迟过多造成失真等问题发生; - **参照官方文档指导建议** : 不同型号芯片往往具备各自独特的电气特性和限制条款等内容说明文件可供查阅学习以便更好地理解和运用它们各自的优缺点特点加以利用发挥最大效益价值所在之处[^1]. ```python # 示例代码展示如何基于给定条件计算适合的RC值 def calculate_rc(tau_max, c_sh): """ 计算合理的输入电阻大小 参数: tau_max (float): 最大允许的时间常数(ms) c_sh (float): 内部采样电容(pF) 返回: float: 推荐使用的输入电阻(kOhm) """ r_input = tau_max / c_sh * 1e9 # 转换单位 pF -> F 和 ms -> s 同时调整千欧姆单位 return round(r_input, 2) tau_example = 0.5 # 假设最大时间为0.5ms c_sh_example = 10 # 假设内部采样电容为10pF recommended_r = calculate_rc(tau_example, c_sh_example) print(f"推荐的输入电阻值约为 {recommended_r} kOhm.") ```
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