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如何提高AT32 MCU ADC轉換精度

發(fā)布時(shí)間:2022-10-24 來(lái)源:MCU中文技術(shù)社區 責任編輯:lina

【導讀】AT32的微控制器內置最多三個(gè)高級12位片上SAR模擬數字轉換器(ADC)并提供自校準功能,用于提高環(huán)境條件變化時(shí)的ADC精度。在涉及模數轉換的應用中,ADC精度會(huì )影響整體的系統質(zhì)量和效率。為了提高此精度,必須了解ADC相關(guān)的運作和影響精度的原因。


概述 


AT32的微控制器內置最多三個(gè)高級12位片上SAR模擬數字轉換器(ADC)并提供自校準功能,用于提高環(huán)境條件變化時(shí)的ADC精度。在涉及模數轉換的應用中,ADC精度會(huì )影響整體的系統質(zhì)量和效率。為了提高此精度,必須了解ADC相關(guān)的運作和影響精度的原因。


SAR ADC使用一個(gè)采樣電容充電至輸入信號電壓,SAR邏輯對此電壓做數據轉換。然而,這個(gè)ADC內的采樣電容是由外部的信號源直接充電的,也因著(zhù)采樣電容值、輸入阻抗、還有外部線(xiàn)路影響,需要一段充電穩定時(shí)間來(lái)保證對輸入信號電壓量測的準確性。為達到好的ADC量測,必需設置足夠的采樣時(shí)間。否則,前一次在某一輸入通道轉換所殘余在采樣電容上的電荷,會(huì )影響目前正在進(jìn)行轉換通道的準確性。ADC精度不僅取決于A(yíng)DC性能和功能,還取決于A(yíng)DC周?chē)恼w應用設計。此應用筆記旨在幫助用戶(hù)如何設置正確軟、硬件使ADC達到準確的量測,也提供相關(guān)應用上的注意事項。


ADC的誤差來(lái)源及其誤差最小化辦法 


本章列出了影響ADC轉換精度的主要誤差。這些類(lèi)型的誤差存在于所有ADC中,轉換質(zhì)量將取決于它們的消除情況。為便于參考,將精度誤差以L(fǎng)SB為單位來(lái)表達。就電壓而言,通過(guò)將LSB數乘以1 LSB對應的電壓來(lái)計算電壓誤差(1 LSB=VREF+/4096或VDDA/4096)。


ADC自身誤差


ADC自身誤差為ADC本身設計和制造時(shí)所產(chǎn)生本體的誤差,這類(lèi)誤差通常由以下靜態(tài)參數顯示:微分線(xiàn)性誤差(DNL)、積分線(xiàn)性誤差(INL)、偏移誤差(OE)、增益誤差(GE)、和總未調整誤差(TUE)。AT32微控制器數據手冊的ADC特性部分規定了這些誤差的定義和值。其中TUE為實(shí)際和理想傳輸曲線(xiàn)間的最大偏離,此參數指定可能發(fā)生的會(huì )導致理想數字輸出與實(shí)際數字輸出之間最大偏離誤差。(注意TUE不是DNL、INL、OE、與GE之和,它可能源自同時(shí)發(fā)生的一種或多種誤差。)


AT32 ADC自校準功能可以補償偏移誤差,在A(yíng)DC使用前先進(jìn)行一次自校準可保證在數據手冊揭示范圍的任何環(huán)境條件之下,TUE小于4 LSB,也就是保證12位ADC靜態(tài)準確度(accuracy)可達10位以上。


至于A(yíng)DC的動(dòng)態(tài)參數(如:ENOB)及其代表的誤差程度,通常在語(yǔ)音和特定音頻應用才會(huì )考慮,在一般MCU的應用場(chǎng)合不會(huì )太重視,在本文中也不于討論。


ADC環(huán)境導致的誤差


參考電壓/電源噪聲


由于A(yíng)DC轉換值為模擬信號電壓(VAIN)與參考電壓之比(VREF+),因此VREF+上的任何噪聲都會(huì )導致轉換后數字值的變化。在某些封裝中,VDDA模擬電源被用作參考電壓(VREF+),因此VDDA電源的質(zhì)量會(huì )影響ADC誤差。VREF+幾十mV的波動(dòng)就會(huì )造成十幾LSB的誤差。


就供電側噪聲而言,開(kāi)關(guān)式電源模塊通常內置快速切換功率晶體管,這會(huì )在輸出中產(chǎn)生高頻噪聲,此切換噪聲介于15 kHz至1 MHz之間,也需留意。線(xiàn)性穩壓器的輸出質(zhì)量更佳。如果使用切換電源,建議使用線(xiàn)性穩壓器供應模擬級。建議在電源線(xiàn)和地線(xiàn)之間連接具有優(yōu)良高頻特性的電容。應在靠近電源的位置安裝一個(gè)0.1 μF和一個(gè)1至10 μF的電容。這些電容允許直流信號通過(guò)它們。小值電容過(guò)濾高頻噪聲,高值電容過(guò)濾低頻噪聲。要過(guò)濾高頻噪聲,還可使用與電源串聯(lián)的鐵氧體電感器(ferrite bead)。由于線(xiàn)的串行電阻極低,此解決方案導致的直流損失極低(可忽略不計),除非電流很大。


微控制器端VDDVSS引腳的安裝位置很接近,因此可以在盡量靠近的位置通過(guò)極短的引線(xiàn)將電容連接到微控制器。VDDAVREF+引腳必須連接到兩個(gè)外部去耦電容,100 nF陶瓷電容加上1 μF鉭電容或陶瓷電容。注意數字地與模擬地應相互隔離,避免噪聲串擾。


圖1. 具有VREF引腳封裝的電源和參考去耦


如何提高AT32 MCU ADC轉換精度


圖2. 無(wú)VREF引腳封裝的電源和參考去耦


如何提高AT32 MCU ADC轉換精度


GPIO輸入電壓電平超出常規


AT32F403系列、AT32F413系列、和AT32F415系列作為具有ADC輸入功能的任一GPIO引腳,輸入的電壓不能超過(guò)VDD+0.3V(VDDAVDD須同電位),否則會(huì )由芯片內部干擾ADC輸入信號。只要是ADC輸入功能的GPIO,即使只當I/O輸入用途,如果輸入的電壓超過(guò)VDD+0.3V,也會(huì )干擾其它ADC通道轉換結果。如果存在此種高電壓,建議使用電阻分壓或減壓到小于VDD的電壓范圍。


其它AT32型號MCU則沒(méi)有以上限制(例如:AT32F403A、AT32F407、AT32F421、AT32F435/437等系列),所有具有ADC輸入功能的GPIO引腳都是耐5V引腳。這類(lèi)引腳在未使用作ADC輸入信號而作為數字輸入時(shí),需設置為浮空輸入、輸入上拉、或輸入下拉模式,就可以輸入高于VDD的電壓而不干擾ADC的操作。但使用者仍需注意輸入電壓不可超出5.5V。但作為ADC輸入使用設置為模擬模式時(shí),則失去耐5V特性,使用者需注意輸入電壓不可超出VDD+0.3V。


在GPIO引腳輸入負電壓也會(huì )干擾ADC的轉換。注意輸入電壓不可低于-0.3V。


模擬輸入信號噪聲


在采樣時(shí)間內,小而高頻率的信號變化可導致較大轉換誤差。此噪聲由電氣設備(例如電機、發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火、電源線(xiàn))生成。它增加了不需要的信號,因此會(huì )影響模擬輸入源信號(例如:傳感器)。這樣一來(lái),導致ADC轉換結果不準確。


●  采樣平均濾波


此方法是一個(gè)簡(jiǎn)單的技巧,即通過(guò)軟件對模擬輸入多次采樣,取所有結果的均值。當模擬電壓不頻繁變化時(shí),此技巧有助于消除模擬輸入上的噪聲。如果被測模擬信號產(chǎn)生不穩定的ADC值,軟件運算時(shí)則可以通過(guò)剔除大值和小值,選擇適當數量的待平均樣本執行平均。此數量取決于需要的精度、最低轉換速度。


平均濾波法的優(yōu)勢是可以在無(wú)任何硬件變更的情況下提高ADC精度。它的缺點(diǎn)是轉換速度和頻率響應較慢,相當于降低了有效采樣頻率。


平均濾波法也針對不同需求發(fā)展出各樣差別,如:限幅濾波、中位值濾波、遞推平均濾波、消抖濾波及其組合等等的算法。使用者可根據信號特性和芯片資源選擇合適的數據平均方式。


●  添加外部濾波器


添加外部RC濾波器以消除高頻。無(wú)需使用昂貴的濾波器來(lái)處理頻率分量高于所涉頻率范圍的信號。這種情況下,截止頻率fC剛好高于所涉頻率范圍的相對簡(jiǎn)單的低通濾波器將足以限制噪聲和混疊。使用與所涉最高頻率相同的采樣率足以,通常為fC的2至5倍。

但添加了外部RC濾波器時(shí),ADC的采樣時(shí)間和采樣間隔都需要重新評估,否則可能造成更大的量測誤差。請詳細參考第3章內容。


模擬信號源阻抗的影響


在源和引腳之間的模擬信號源的阻抗或串聯(lián)電阻(RAIN),可能會(huì )因為采樣時(shí)流入或流出引腳的電流而導致其上的電壓瞬間改變,這時(shí)ADC內部采樣保持電容充滿(mǎn)電所需要的時(shí)間會(huì )延長(cháng)。如果采樣時(shí)間短于將內部采樣電容充分充放電所需的時(shí)間,則ADC轉換的數字值會(huì )與實(shí)際值有徧差。


關(guān)于模擬信號源具有高輸入阻抗特性或加入RC濾波器時(shí),ADC的測量設置請詳細參考第3章內容。


CPU生成的內部噪聲


當CPU(以及其他外設)操作時(shí),會(huì )產(chǎn)生大量?jì)炔亢屯獠啃盘栕兓?,這些變化通過(guò)電容耦合傳輸到ADC外設。此類(lèi)干擾影響ADC精度。


為使CPU(以及其他外設)對ADC的影響最小化,必須使采樣和轉換期間的數字信號變化量最小化(數字靜默)。使用下列方法之一可以實(shí)現這一點(diǎn)(在采樣和轉換時(shí)間內實(shí)現):


● 內部CPU變化量最小化(CPU停止,等待模式)

● 停止非必要外設(計時(shí)器、通信等)的時(shí)鐘

 

溫度影響


溫度對ADC精度有重要影響。它主要產(chǎn)生兩種重要誤差:偏移誤差漂移和增益誤差漂移。建議使用內部溫度傳感器和ADC看門(mén)狗,以在溫度變化達到給定值時(shí)重新校準ADC。


I/O引腳串擾


由于I/O之間的電容耦合,切換I/O可能會(huì )在A(yíng)DC的模擬輸入中產(chǎn)生一些噪聲。彼此距離很近或交叉的PCB走線(xiàn)可能會(huì )產(chǎn)生串擾。內部切換數字信號和I/O會(huì )產(chǎn)生高頻噪聲。由于電流浪涌,切換高灌電流I/O可能導致電源電壓小幅下降。


PCB上與模擬輸入走線(xiàn)交叉的數字走線(xiàn)可能影響模擬信號。通過(guò)讓接地走線(xiàn)來(lái)屏蔽模擬信號,可以減少串擾產(chǎn)生的噪聲。PCB布線(xiàn)時(shí),應考慮對ADC輸入信號給予屏蔽,可在信號線(xiàn)周?chē)併~并就近接地,同時(shí)應盡量縮短走線(xiàn)距離。另外在A(yíng)DC采樣和轉換時(shí)間內實(shí)現I/O引腳變化量最小化,對減小對ADC的干擾很有幫助。


EMI產(chǎn)生的噪聲


鄰近電路產(chǎn)生的電磁輻射可能在模擬信號中產(chǎn)生高頻噪聲,此時(shí)PCB走線(xiàn)相當于天線(xiàn)接收干擾噪聲。使用者可以通過(guò)在可能的發(fā)射源和接收器之間提供物理隔離,或通過(guò)適當的接地和屏蔽措施對它們進(jìn)行電氣隔離。


沿敏感模擬信號布置接地走線(xiàn),在PCB上提供屏蔽。雙層PCB的另一側也應具有接地板。這樣可以防止干擾和I/O串擾影響信號。應使用屏蔽線(xiàn)纜將遠距離信號(例如:傳感器)連接到PCB或注意盡可能縮短PCB上信號的路徑長(cháng)度。晶振、時(shí)鐘以及存在快速變化的信號線(xiàn)盡量遠離ADC輸入信號。


ADC輸入源阻抗對測量的影響和正確的設置方式 


SAR ADC的量測要求設置足夠的采樣時(shí)間讓ADC內采樣電路充分充、放電,以獲得轉換的準確性。多通道間切換的使用也是同樣道理,足夠的采樣時(shí)間可以避免輸入通道間的交互干擾(crosstalk)。為了計算估計的采樣時(shí)間,圖3給出一個(gè)能近似ADC采樣線(xiàn)路的等效阻值和容值(包含:模擬多工器、模擬開(kāi)關(guān)、寄生電容、采樣電容…等)的電路圖。


圖3. 輸入級與ADC簡(jiǎn)化示意圖 - 采樣和保持電路


如何提高AT32 MCU ADC轉換精度


其中模擬信號輸入源對ADC的輸入阻抗(RAIN),直接與ADC采樣時(shí)間有關(guān),影響ADC轉換結果甚巨。未考慮輸入阻抗使得ADC輸入的外部器件與軟件設置的采樣時(shí)間不批配,往往是造成ADC使用問(wèn)題的原因。以下分別針對信號源具有一般輸入阻抗或高輸入阻抗,分別探討如何正確設置ADC的軟、硬件。


一般輸入阻抗的測量設置


VC是內部CADC電容兩側的電壓(請參見(jiàn)圖4)。對于給定的采樣tC,可以考慮VAIN=VREF+所對應的tC需要采樣時(shí)間是最大值,因為此時(shí)CADC電容需要最多時(shí)間從0V充電到VAIN。因此,VAIN=VREF是驗證最大源電阻時(shí)要考慮的最壞情況。通過(guò)軟件設置增加采樣時(shí)間或降低ADC時(shí)鐘頻率可等效加長(cháng)采樣時(shí)間,當采樣時(shí)間越長(cháng)越可以獲得好的轉換結果。


圖4. 模擬信號源對采樣和保持電路充電示意圖


如何提高AT32 MCU ADC轉換精度


一般我們假設允許的最大誤差等于1 LSB,照RC充放電公式:


如何提高AT32 MCU ADC轉換精度


其中V(t)帶入VREF×(1-1/212),VAIN帶入VREF;而時(shí)間常數τ=(RAIN+RADC)xCADC,采樣時(shí)間大于8.32x(RAIN+RADC)xCADC就可達到1 LSB誤差之內。若使用者要求較低的準確度,可進(jìn)一步增大允許的外部電阻RAIN。


高輸入阻抗的測量設置


ADC輸入信號源常有存在高阻特性。例如系統電池電壓經(jīng)電阻分壓后輸入給ADC采集,因分壓電阻會(huì )形成一個(gè)直流耗電路徑,為節省耗電,分壓電阻串常使用100 kΩ到1 MΩ的阻值組合而成。又或者有些傳感器本身為弱電流輸出,通過(guò)外接一大電阻轉換為電壓后輸入給ADC。以上硬件往往都無(wú)法以上一節方法調試出適合的采樣時(shí)間,(例如軟件已設置采樣時(shí)間至最大值仍無(wú)法獲得準確的轉換值,或降低ADC時(shí)鐘又使得整體采樣間隔太長(cháng),)此時(shí)可以在A(yíng)DC輸入通道前增加運算放大器,可以提高輸入驅動(dòng)能力,如圖5。此方案可大大縮短ADC的采樣時(shí)間以及采樣間隔,但缺點(diǎn)是增加了器件成本。另外在設計前置放大器時(shí),必須注意可能額外產(chǎn)生的誤差(例如額外的偏移、放大器增益穩定性或線(xiàn)性、頻率響應)。并且若未慎選運算放大器,這些放大器的誤差會(huì )成為另外測量誤差的來(lái)源。


圖5. ADC輸入通道前增加運算放大器示意圖


如何提高AT32 MCU ADC轉換精度


若硬件電路不容許增加運算放大器,無(wú)法通過(guò)提高采樣時(shí)間滿(mǎn)足要求,此時(shí)還可以采用外接電容作為電荷存儲器的方法。


SAR ADC內部采樣保持電容在采樣開(kāi)關(guān)接通后,在采保電容穩定時(shí)間內需要一個(gè)足夠的充放電電流,而通常實(shí)際的信號電路若具有較高的輸入阻抗,往往不能提供足夠大的電流快速為ADC內采樣電容充電。為此大部分的應用都采用在A(yíng)DC輸入管腳到地接一個(gè)外部大電容作為一個(gè)電荷存儲器,即圖3中的CEXT。這個(gè)電容參與采樣時(shí)電路的充放電過(guò)程,以便向SAR ADC采樣電容提供充足的電荷,而對內部采樣電容進(jìn)行快速充電,并且穩定ADC輸入點(diǎn)的電壓。此CEXTRAIN組成的RC濾波器也順帶限制到達ADC輸入端的帶外噪聲,同時(shí)也幫助衰減ADC輸入端中開(kāi)關(guān)電容頻繁切換和通斷的反沖噪聲影響。當然此RC濾波器也限制了VAIN信號源的截止頻率。


● 計算C


當采樣開(kāi)關(guān)接通后,會(huì )在CEXTCADC之間有一段電荷重新分配的過(guò)程,這一段RC時(shí)間常數主要是由RADC的最大阻值和CADC的最大容值決定的。


在考慮CEXTCADC之間電荷分配時(shí),CPAD因為相對微小且與CEXT并聯(lián),是可以忽略的。電荷分配的算式是基于「分配前的全部電荷等于分配后的全部電荷」。


假設現在CADC是完全放電的,而CEXT儲存著(zhù)和VAIN一樣的電壓。VC(分配后的電壓)定規為VAIN的0.999939倍,這個(gè)意義是VC最后徧差在VAIN的1 LSB之內,以12位解析度來(lái)記算。


如何提高AT32 MCU ADC轉換精度


例如CADC=15 pF,


CEXT=4095x15 pF=61.4 nF。


這是CEXT的絕對最小值。在實(shí)際選擇器件值時(shí)必需確認考慮到器件誤差和老化因素,選擇大一點(diǎn)的值是可以的,如68 nF。如果電容值選擇再大,其實(shí)對采樣時(shí)間要再縮短并沒(méi)有實(shí)質(zhì)幫助,反而限制了ADC輸入信號的頻寬。


但如果一個(gè)12位的ADC配罝CEXT<4095xCADC,反而會(huì )要求相當大的采樣時(shí)間讓CADC充電足夠。所以若CEXT<4095xCADC而且使用者若沒(méi)有需要anti-aliasing濾波器的情況下,還不如不要加CEXT。若要求的精準度沒(méi)有這么高,CEXT的數值可以照前面公式減小,這時(shí)ADC輸入信號的頻寬就增大了。相反的若要求精準度,CEXT就必須提高了,就要付出ADC采樣時(shí)間間隔要拉大,ADC輸入信號的頻寬縮小的代價(jià)。


●  計算RAIN


所有對外部電容CEXT充電的阻值總合程為RAIN,也就是從CEXT看到驅動(dòng)信號源的等效阻值。當CEXT變大,CEXTCEXT所型成的截止頻率就會(huì )變低。這表示當輸入信號開(kāi)始變動(dòng)到CEXT電荷穩定的這段反應時(shí)間會(huì )增加。


要準確度穩定達到12位解析度誤差1 LSB之內,RC線(xiàn)路的時(shí)間常數要求為:

ln(212)=8.32倍。

CextRain型成的截止頻率為:


如何提高AT32 MCU ADC轉換精度


以前段CEXT=62 nF為例,若RAIN=200Ω,截止頻率可達9.7kHz;但若RAIN=20kΩ,僅可接受97Hz。源的頻率若超以上截止頻率,ADC轉換結果會(huì )不準確。


注意此時(shí)程序不得將ADC設定為連續模式,而應設定為單點(diǎn)模式或以定時(shí)器間隔觸發(fā)轉換,軟件必 須確保兩次轉換之間的時(shí)間間隔等于或大于1/f。


●  采樣時(shí)間不足的后果


若遵照計算CEXT的方式在A(yíng)DC輸入放置足夠大的CEXT,要使CADC穩定所需要的時(shí)間就顯得非常短。另外也只有一個(gè)情況之下可以不需要CEXT就是RAIN很小的時(shí)候。一般來(lái)說(shuō)RAIN很小是因為傳感器有輸出緩沖極,這是RAIN都小于100Ω。以上情況采樣時(shí)間都容易滿(mǎn)足。


不足的采樣時(shí)間會(huì )造成ADC通道間互相干擾。就如本文開(kāi)頭所討論的,這是因為電荷從一個(gè)通道累積在CADC上并轉移到另一個(gè)通道,造成通道間互相影響。


●  信號源高阻的后果


通常造成以上所述通道間干擾的原因是因為信號源輸入阻抗太高了。若要達到1 LSB的準確度,就必需在各通道轉換中間加入延時(shí),后果就是整體的轉換時(shí)間變慢。

如果沒(méi)有加上CEXT或著(zhù)電容值太小,而采樣時(shí)間又不足,ADC轉換出來(lái)的結果因為通道間干擾而永遠達不到1 LSB的準確度。


關(guān)于輸入阻抗匹配的其他建議


以近期A(yíng)DC朝向低功耗、高采樣頻率、并復雜功能的方向進(jìn)行設計,ADC的采樣行為已經(jīng)不是如上文以一階簡(jiǎn)易的RADCCADC模型可以仿真的了,因此近期普遍ADC規格中只提供CADC的典型值,而不再提供RADC數值。取而代之的是ADC輸入信號阻抗(RAIN)與采樣時(shí)間(ts)的對應關(guān)系表,如下表所示。(下表自AT32F403A系列數據手冊截取。)


表1. fADC=28MHz時(shí)的最大RAIN(1)


如何提高AT32 MCU ADC轉換精度


(1) 由設計保證。


在可以得知ADC信號源的輸入阻抗時(shí),使用者不需進(jìn)行計算,只要照表格指示透過(guò)軟件設置足夠的采樣時(shí)間,一般都會(huì )得到合理的ADC轉換值。但在一般情況下,使用者常常難以直接或間接得知ADC輸入信號的阻抗時(shí),最好的方法是逐步調試軟件采樣時(shí)間。


使用者可以依照下述步驟調試ADC的采樣時(shí)間:


●首先設置ADC時(shí)鐘頻率為最高值,并設置采樣周期為最大值;

●嘗試ADC轉換并檢視轉換結果;

●若轉換數值符合預期,則可逐步調試減小采樣周期并觀(guān)察ADC轉出值,以求得足夠而不過(guò)長(cháng)的采樣時(shí)間;

●若最大采樣時(shí)間所得轉換值不符合預期,使用者需要降低ADC時(shí)鐘頻率,或是照著(zhù)前文計算并外加合適大小的CEXT;硬件設置完成后再修改軟件設置,逐步調試出合適的采樣時(shí)間及采樣間隔。


另外若采樣間隔時(shí)間許可時(shí),采取一些軟件技巧也會(huì )提高ADC轉換的準確度,例如:


●采用平均法、移動(dòng)平均法、或中值濾波;

●對同一ADC通道采樣兩次,將第一次的值丟棄而使用第二次的采樣的值。此種方式可以消除輸入源內阻過(guò)大而在不同通道切換時(shí),上一個(gè)通道的電壓來(lái)不及從采樣電阻放電而累積的電荷,導 致影響下一個(gè)通道的轉換值;

●若ADC輸入信號大約在0V到VREF+/2時(shí),可交替轉換該ADC輸入通道和內部VINTRV源,也可達到讓采樣電阻有足夠時(shí)間充放電的效果,避免通道間干擾。若有內部VSSA通道,交替轉換ADC輸入通道和內部VSSA通道效果會(huì )更好且省時(shí)。因為讓ADC采樣電路放電到VSSA比起充放電到VINTRV可以以更快的采樣時(shí)間達成。

 

其它ADC應用指南 


內部參考電壓VINTRV的設置目的與使用方式

 

內部參考電壓(VINTRV)為ADC提供了一個(gè)穩定的電壓輸出。VINTRV內部連接到ADC1_IN17輸入通道上,用于將VINTRV的輸出轉換為數字數值。


VINTRV是一個(gè)芯片內部的一個(gè)恒定電壓信號源,按規格為1.2V±3.3%,在所有VDDA操作電壓范圍內都維持在此穩定電壓規格內,不隨VDDA電壓變動(dòng)而變化。因此,VINTRV在A(yíng)DC的外部VREF+(通常與VDDA同電源)的電壓未知或VVREF+電壓會(huì )變動(dòng)時(shí)(例如:使用電池電源),可用來(lái)參照推算出VREF+VDDA電壓以及各ADC_IN輸入的準確絕對電壓值。


例如:選定VINTRV通道經(jīng)ADC轉換后數值若為1650(Code_VINTRV),就可以推算出電壓滿(mǎn)格的VREF+VDDA的電壓為1.2x4096/1650=2.979V。此時(shí)若另一選定的ADC_IN外部通道轉換出來(lái)的數值為800(Code_VAIN),就可采用以下兩種計算方式:1.2x800/1650或2.979x800/4096,計算出此外部信號電壓VAINx為0.582V。


以上范例使用公式如下:


VREF+VDDA=(VINTRV)x4096/(Code_VINTRV)

VAINx=(VINTRV)x(Code_VAIN)/(Code_VINTRV)
VAINx=VREF+VDDAx(Code_VAIN)/4096


使用者可以根據應用系統電源的特性,決定對VINTRV轉換次數及間隔。若電源為電壓未知但不變動(dòng),可于系統上電后并在A(yíng)DC初始化并校正后,一次性對VINTRV轉換;若電源為變動(dòng)電壓,就要根據電源變動(dòng)速度和系統需求決定對VINTRV轉換間隔,多次對VINTRV轉換并更新此參照值,甚至需要對ADC重新校正。另外溫度變化也可能使電源情況有改變,也可參考2.2.6節內容啟動(dòng)對VINTRV轉換。因VINTRV為內部弱電壓源,ADC進(jìn)行采樣時(shí)需要足夠時(shí)間讓VINTRV為采樣電路正確充放電,使用者需確實(shí)遵照數據手冊中的TS_INTRV參數為VINTRV設置足夠的采樣時(shí)間,以獲得正確的轉換數值。



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