ADC的低功耗和阻抗问题

在做一款消费电子产品时，需要采集电池电压（3.3V-4.2V），同时在休眠的时候希望尽量减小待机电流。电池电压采集电路采用两个300K电阻进行分压，由该电路引起的待机电路为4.2V/(300+300)K=7uA.此时比较合理（整机的待机电流要求30uA以内）。初始设计电路如下:

    

在编程采集数据时发现测试电压与实际电压有偏差，测试值总比实际值偏小一点。在软件上做补偿，把值修正了。但是换一个板子测试的时候发现测试的电压又不准了，此时知道通过软件补偿这种方法行不通。那么只能从硬件找原因。查找datasheet发现AD的输入阻抗最大只有50KΩ。

图中，Rain：外部输入阻抗，STM32芯片中这个值最大为50KΩ；Radc：采样开关电阻，最大值为1KΩ；Cadc：内部采样和保持电容，最大值为8pF。在ADC数据采集的时候需要有电流流入，那么Rain会产生一个压降。阻容网络中的Radc和Cadc上，对电容的充电由Radc控制。随着源电阻(Radc)的增加，对保持电容的充电时间也相应增加。对Cadc的充电由Rain+Radc控制，因此充电时间常数为tc=(Radc+ Rain)×Cadc。如果时间过短，ADC转换的数值会小于实际值。通过以上数据知道，采集精度跟采集时间和输入阻抗有关。但是通过计算得知，如果输入阻抗为300KΩ，那么充电时间约为2.4us。在软件上把采样周期调到最大(ADC_SampleTime_239_5Cycles，频率为12M，时间19.9us)，还是存在误差，说明此时跟周期不是主要原因。问题出在输入阻抗大于ADC允许的最大阻抗。充电时电流分两路，一路经过R1到R2到地，还有一路经过R1流入MCU的AD接口，此时相当于在R2旁边并了一个电阻到地，检测点的电压不是标准的1/2VBAT+。那么为了更准确地检测电池电压，那么只好把电阻改小。如果选两个50K的电阻，那么此处带来的电流会后42uA.所以在电路上做了个调整：
原来接地的地方改接到一个IO口，在需要检测的时候输出低电平，不需要的时候输出高电平。然后分压电阻使用两个30K的问题得到解决，电压检测误差小于0.02V，待机电流比原来的还小了几个微安。