初学电子 ADC模块应用的一些问题
如何利用单片机的ADC模块(或者独立的ADC芯片)得到接入ADC管脚上的实际电压值?
这个问题,是第一次接触ADC时候,大家都会遇到的问题。
会读到什么值
单片机会读到什么值?需要看一个特性,就是几位的ADC,在手册上就会给出,例如,STM32的ADC是12位的。另外,还有8位,10位,16位,24位等。
我先告诉你答案:STM32读到的ADC值,是从0到4095,当你把ADC引脚接了GND,读到的就是0,当你把ADC引脚接了VDD,读到的就是4095。
接下来告诉你为什么:前面提到,STM32的ADC是12位的,我们知道,8位的值是从0~255;16位的值,是从0~65535。这两个位的最大值,是我们最为熟悉的。
(怎么算出来的?这问题就又降低到另一个层面了,这里我们说的几位的值,每个位只能是0或者1,比如2位的值,可以表示为00 01 10 11四种不同的值,这是以2进制表示的,转换成十进制就是0 1 2 3,所以得出结论,2位的值可以表示从0~3。同理,3位的值,可以表示十进制的0~9,你可以展开计算一下。4位的值,可以表示0~16,5位的值,可以表示从0~31,同理,你可以得出任意位的值可以表示的范围。)
所以,12位的值,可以表示从0~4095,这就是先在感性上,认识了为什么12位的ADC的值,是从0~4095.
读到的值怎么换算成实际的电压值
前面提到了,我们输入GND,读到的值是0,输入VDD,得到的值是4095,那么,当你读到2035的时候,你知道输入电压多少V吗?这个问题,归根接地,就到了数学XY坐标,已知两点坐标值(0,0)(3.3,4095),给出任意X坐标值,求Y值的问题了吧?简单不简单?
参考电压是什么
讨论这个问题之前,你先拿万用表量一下你的VDDA的实际电压是多大?是不是标准的3.300V?应该不是吧?或许是2.296V,或许是3.312V。然后你把VDD连接到ADC引脚之后,得到的是4095,也就是,实际上,当你读出4095这个数据的时候,实际的电压值不是你想象中的3.300V。有些初学者,觉得几毫伏的电压差无所谓,但实际应用中,几毫伏就可能代表很大的实际工况,例如,在一个量程为50克的电子称上。
所以,这时候,芯片厂商就想了一个办法,给ADC模块中引入参考电压,由非常标准的参考电压芯片来接入参考电压引脚。标准的电压芯片,我们一般叫做参考电压芯片,或者叫做基准电压芯片。例如REF3133(输出3.300V) REF3025(输出2.500V)等等。
注意: STM32 的100脚以上(含100脚)有参考电压引脚。在没有参考电压引脚的单片机上,可以把基准电压芯片接入VDDA,但是VDDA和VDD的电压差不能超过0.3V,例如,VDD是3.3V的话,可以给VDDA接入一个3.3V的参考电压芯片或者3.0V的参考电压芯片,但是不能接入2.5V的参考电压芯片,后果就是芯片不能工作。
ADC引脚的输入电压范围是多大
一般情况下,ADC引脚的输入电压,是从0~VDD,如果有REF引脚,一般是0~Vref,也有0~2Vref的情况。
如果被测的电压大于ADC的输入电压,例如,要用STM32测量0~5V的电压的话,可以在输入ADC引脚之前,加入电阻分压和放大器电路。
总结: 看完这篇文章,你是否会觉的,一切都只是基础知识的融合。
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详解ADC芯片的发展以及应用领域
ADC芯片全称模拟数字转换器,是一个帮助我们将模拟信号转换成为数字信号的转换器芯片。ADC芯片主要看两个基本指标—速度和精度,速度代表的是ADC可以转换多大带宽的模拟信号,带宽对应的就是模拟信号频谱中的较大频率。而精度代表的是衡量转换出来的数字信号与原来的模拟信号之前的差距。
在ADC芯片的发展历史中,其基本架构、设计和生产技术已经趋近于成熟,但在庞大的消费电子领域中,如此复杂而成熟的芯片有时也会成为机器性能的瓶颈。虽然在芯片领域之外的人较少关注,但ADC芯片技术含量较高,用途广泛,从测量仪器、手机、HiFi耳机到5G通信基站中都存在不同种类的ADC,部分高端产品甚至受到美国商务部出口管控的限制。
从模拟信号转化为数字信号的转换过程处理要经过采样,保持,量化,编程四个阶段,根据不同的处理方式,它也可以分为多种结构和不同的应用场景。比如像汽车电子、精度测量、有线/无线通信等行业应用。
ADC芯片 - CJC1808
目前国内ADC芯片有许多做的比较好的一些企业,其中菉华半导体的ADC芯片CJC1808是一颗高精度、低功耗模数转换芯片,内置温度传感器和高精度振荡器。
CJC1808设备是一种高性能、低成本、单片机、立体声模数转换器,具有单端模拟电压输入。CJC1808设备使用一个具有64次过采样的增量-西格玛调制器,并包括一个数字抽取滤波器和高通滤波器,以去除输入信号的直流分量。对于各种应用程序,CJC1808设备支持串行音频接口中的主、从模式和两种数据格式。CJC1808器件的制造使用了一种CMOS工艺。该设备有一个小的,14针的TSSOP包。
国产音频ADC芯片的应用:
音箱
耳机
声霸
IPC
故事机等
在国产音频ADC芯片领域,武汉光华芯生产的国产ADC芯片便是其中的佼佼者。了解更多关于武汉光华芯国产音频ADC芯片的技术应用,请登录工采网官网进行咨询。
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