ADC是什么信號

時間：2021-10-16 09:30:30

關(guān)鍵字： ADC 模數(shù)信號

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[導(dǎo)讀]最近發(fā)生了多起電子表退貨的事件，拿回來之后發(fā)現(xiàn)是電池沒電了，從購買日期算起，已經(jīng)多數(shù)使用超過一年了，符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。但是由于當(dāng)初硬件同學(xué)定下的最低電壓數(shù)值太低了，導(dǎo)致在沒有達到這個電壓的時候就帶不動了。這里調(diào)整電壓后，領(lǐng)導(dǎo)讓整理一下ad相關(guān)的知識，做個ppt。我這個做軟件的電路文盲，為了整理這些東西，查詢了數(shù)十篇網(wǎng)上的教程，然后翻閱了包括電子表、體溫計和智能日歷的PCB原理圖以及對應(yīng)平臺的datasheet，前后請教了包括我牛逼上天的親哥、我們牛逼上天的硬件總監(jiān)以及Nordic的工程師好友。搞出來之后，成就感滿滿~ 后邊發(fā)給硬件總監(jiān)請他指正，這位大爺看完后一臉平靜的看著我說，這個都是很基礎(chǔ)的東西...好吧，我怎么沒有學(xué)點電子物理呢阿西吧繼續(xù)努力吧...好在我這個也不是拿來指導(dǎo)硬件的同學(xué)們的，主要還是給我自己以及軟件開發(fā)參考用。

ADC是什么?

ADC將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件，通常是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。

模擬信號：某一個區(qū)間內(nèi)連續(xù)的物理信號，比如電壓會每時每刻都存在且不停的變化;

數(shù)字信號：某一個區(qū)間內(nèi)有限個數(shù)的抽象數(shù)值記錄，比如每隔1秒鐘一個電壓數(shù)值;

采樣率和分辨率

采樣：在模擬信號上間隔某個固定的時間采集瞬時值，得到一系列的離散值。采樣越密集，得到的離散數(shù)據(jù)集越貼近實際信號。采樣率表示采樣的頻率;

分辨率：輸入電壓對應(yīng)分辨率的位數(shù)，分辨率=測量電壓范圍/(2^resolution-1)。比如逐次逼近型的ADC，8位分辨率下，能夠?qū)⒖潭戎鸫蔚确?次，每次將精確度提高一倍。假設(shè)最大輸入電壓為3.3V，那么能夠分辨的最小電壓變化為3.3V/255= 12.94mV.

采樣方式

單通道：單個端口采集對GND的電壓，受到輸入電壓的干擾，如果輸入電壓波動很劇烈，誤差會很大(蜂鳥Pro等);

差分方式：使用兩個端口采集，可以一定程度上排除干擾(需要電路上做支持);

采樣原理

ADC有多種不同的設(shè)計原理和構(gòu)造方式，一般嵌入式芯片集成的都是逐次逼近型ADC。

逐次逼近：類似于軟件上的二分，通過N個并聯(lián)的比較電路逐次比較大小，來確定輸入電壓的范圍，每次將數(shù)值范圍在當(dāng)前分辨率內(nèi)減小二分之一，比較電路的數(shù)量決定了分辨率(2^N-1)。

基礎(chǔ)電路知識

分壓:

通過串聯(lián)電阻進行分壓,串聯(lián)的電阻分得的電壓和阻值成正比。

通過串聯(lián)電容進行分壓，串聯(lián)的電容分得的電壓和容值成反比;

不論是電阻還是電容，接通的時候都會導(dǎo)致整個電路電流增大，從而出現(xiàn)壓降;

選擇合適的參數(shù)