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关于单片机读取外部电压ADC阻抗匹配的问题

2021/01/25
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单片机基准电压一般为 3.3V,如果外部信号超过了 AD 测量范围,采用电阻分压是最为简单的一种方法,然而很多时候你会在阻抗匹配的问题上“踩坑”。比如,SMT32 的模数输入阻抗约为 10K,如果外接的分压电阻无法远小于该阻值,则会因为信号源输出阻抗较大,AD 的输入阻抗较小,从而输入阻抗对信号源信号的电压造成分压,最终导致电压读取误差较大。这样的情况会导致你测量电压的时候,发现有些电压点好像测的挺准,而有些电压点测量的偏差却又很大。

考虑阻抗匹配的问题,对于使用单片机读取外部信号电压,外接分压电阻必须选用较小的电阻,但在对功耗有要求的情况下,你不得不选用大阻值的电压分压后,这时候则需要使用电压跟随器进行阻抗匹配(电压跟随器输入阻抗可达到几兆欧姆,输出阻抗为几欧姆甚至更小)。如果信号源的输出阻抗较大,可采用电压跟随器匹配后再接电阻分压。

当然,你也可以选择外置的 ADC 芯片,但是在选型时,要留意其类型(SAR 型、开关电容型、FLASH 型、双积分型、Sigma-Delta 型),不同类型的 ADC 芯片输入阻抗不同。常见的 Sigma-Delta 型是目前精度最高的 ADC 类型,也属于开关电容型输入,其所需要注意的问题相对比较多——

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