ADC

01、ADC参数释义

1.分辩率(Resolution) 指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2n的比值。分辩率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。

2.转换速率(Conversion Rate)是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。

积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次比较型AD是微秒级属中速AD，全并行/串并行型AD可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念，是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成，采样速率(Sample Rate)必须小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位是ksps 和Msps，表示每秒采样千/百万次(kilo/Million Samples per Second。

3. 量化误差(Quantizing Error)由于AD的有限分辩率而引起的误差，即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD (理想AD)的转移特性曲线(直线)之间的最大偏差。通常是1个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、 1/2LSB。

4.偏移误差(Offset Error)输入信号为零时输出信号不为零的值，可外接电位器调至最小。

相信ADC的应用或多或少都会用到，在很多场合都有分辨率要求，要实现较高分辨率时，第一时间会想到采用一个较高位数的外置ADC去实现。可是高分辨率外置ADC往往价格都不便宜，这就带来一对矛盾：高指标与低成本。其实利用单片机片上的ADC利用过采样技术就能很好的解决这样一对矛盾体，本文来聊聊这个话题。

什么是过采样？

在信号处理中，过采样是指以明显高于奈奎斯特速率的采样频率对信号进行采样。从理论上讲，如果以奈奎斯特速率或更高的速率进行采样，则可以完美地重建带宽受限的信号。奈奎斯特频率定义为信号带宽的两倍。过采样能够提高分辨率和信噪比SNR，并且通过放宽抗混叠滤波器的性能要求，有助于避免混叠和相位失真。

在很多项目应用中，需要测量信号的动态范围较大，且需要参数的微小变化。例如，ADC需要测量很大的温度范围（比如工业中甚至要求从-200℃~500℃），但仍要求系统对小于1度的变化做出响应。常见的单片机片上ADC位数为12位，如要实现高于12位分辨率要怎么做呢？我们知道奈奎斯特-香农采样定理可知：

上文总结了主要常见的重要ADC的技术指标，本文来梳理两个方面的内容，常见的ADC类型及原理，以及可能容易掉进去的坑。

谈谈我为什么整理这个文章吧，工程师往往关注点更多在于功能，而忽略了性能。为什么会忽略性能呢？因为可能缺少对于原理的深入探究，那么使用时可能失之毫厘，谬以千里。性能往往不好，稳定性也可能不佳。帽子扣大点说是缺少匠心，其实这也是大学教育非常不足的地方。而我个人的观点是，即使是工程师也需要一点科学家的素养，希望小伙伴们都尽可能的将一些技术要点的本原深挖，不要浮于表面。这也是国内科技领域现今急需要去发展提升的地方，如果每个技术领域的我辈中人，都能深耕自己的领域，探求技术的本原，又何惧美帝如此猖狂嚣张！

ADC类型

积分型ADC

优点：

生活环境周围信号万万千，对于一个嵌入式er。我们利用技术去了解世界、改变世界。而一个产品要与外界物理环境打交道，一个至关重要的触角就是采样真实模拟世界的信号，翻译成芯片可理解的数字信号，进而实现很多为人服务的应用产品。那么提到采样，ADC技术你绕不开，今天总结分享一下ADC的点点滴滴。
啥是ADC

在现代电子工业技术中，模数转换器(ADC, A/D，或A-to-D)是一种将模拟信号转换成数字信号的系统。ADC还可以提供隔离的测量，例如将输入模拟电压或电流转换为表示电压或电流大小的数字的电子设备。通常情况下，数字输出是一个与输入成比例的二进制补码，但也有其他的可能性。举些栗子：

本文来解析一个盆友在使用STM32采集电池电压踩过的坑。以STM32F4 的ADC属于逐次逼近SAR 型ADC为例进行分析，参考STM32F405xx  Datasheet，对于如何编写ADC程序就不做描述了。

先描述一下坑

采集电池电压，利用两个电阻将电池电压分压，然后送入单片机，当电阻如上分别取4M欧/1M欧时，ADC采集到的ADC值与万用表测得的ADC输入端相差很大，取30K欧以及10k欧时，则相差变小。

盆友咨询我这是为什么？我给出了建议，先卖个关子，先来看看应用最为广泛的STM32单片机的一些特性。

STM32 ADC：