工程中大家经常会用到 ADC 来采集模拟电压,把模拟量变为数字量进行系统处理,有时候 看到采集结果,什么?这个结果跟实际采集的信号怎么还有点小差距?那么就有可能是参考 电压的问题
参考电压有多重要,我们得要弄清楚它在 ADC 转换中扮演一个什么样的角色,弄清楚 这个问题,我们需要从 ADC 的转换原理入手,一般单片机里面 ADC 模块使用的是逐次逼近 型转换,也就是通过这种方法原理把模拟量转换为数字量,那什么是逐次逼近呢?
我们先来说一个生活中的案例,我们用天平称一个物体的重量,过程是这样的:从最重 的砝码开始试放,与被称物体行进比较,若物体重于砝码,该砝码保留,否则移去。再加上 第二个次重砝码,看物体的重量是否大于砝码的重量决定第二个砝码是留下还是移去。照此 一直加砝码,到最小一个砝码为止。将所有留下的砝码重量相加,就得到物体的重量
逐次逼近原理和上面的原理相同,下面我们看逐次逼近型 ADC 的原理,请看图:

上图是一个 8 位逐次逼近型 ADC 的框图,“输入的模拟量”是输入电压信号,“START” 用来控制 ADC 启动转换,“CLOCK”是 ADC 模块的输入时钟,“EOC”是 ADC 转换结束信号, “OE”是 ADC 转换结果输出允许信号,“VREF”是参考电压
随着时钟信号的输入,启动信号的开始,控制模块会逐次控制逐次比较寄存器产生不同 的数据,数据产生后会送给 D/A 转换器,D/A 转换器会依据参考电压,把这个数字量转化为 模拟量送给比较器,比较器比较 D/A 转换器送出来的模拟量和输入模拟量的大小,产生的结 果给控制单元电路,控制单元电路根据上一次的结果再次控制产生不同的数据,让 D/A 变成 模拟量,再去比较,以此这样循环,每次比较,比较器会得出一个结果高或者低,根据这个 结果决定当前产生的数字量是大了还是小了,一次一次的比较,找到那个和输入模拟量最接 近的数字量,最后把这个数字量控制送到输出缓冲器,并且控制送出 EOC 输出转换完成信 号,这就是一个大致的逐次逼近工作原理
关于具体是怎么控制比较的,这个过程我们就不再展开,我有一个免费的视频是专门解 析这个过程的,链接是(https://www.bilibili.com/video/BV1xV411s7J4/);从上面的描述中, 我们抓住一个重点是:D/A 转换器会依据参考电,把生成的数字量变为模拟量,在转换的时 候必须需要有一个参考电压,这个电压就是我们 AD 模块的参考电压,那么大家试想,如果 参考电压都不稳定的话,转出来的模拟量是不是也不会稳定,那么和输入模拟量比较的时候, 比较的结果也就可能会发生偏差,造成错误的比较结果
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