news 2026/9/11 9:46:29

adc采样

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张小明

前端开发工程师

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adc采样

ADC采样需要对采样信号加跟随器,因为在对信号采样时,ADC的输入电阻会变小,如果信号的阻抗比较大,则会呗分压,导致电压发生变化,引起采样数据不稳定的现象。

ADC主要参数:

动态范围DR:指ADC能够同时处理的最大信号与最小可分辨信号之间的比值,通常用分贝(dB)表示。它反映了ADC能"看到"多强的信号和"听到"多弱的信号之间的跨度。

一颗ADC芯片的理论量化噪声:

DR=20log( V_FS / V_noise_rms ) = 6.02N+1.76 dB

但实际受到除了量化噪声,还有热噪声、时钟抖动噪声、电源噪声、谐波失真等多种噪声源,所以实际动态范围会小于理论动态范围。

有效位数ENOB:表示一个ADC实际使用时等效于一个多少位数的理想ADC,因为ADC在实际使用时病不能达到标称的位数,总会受到各种噪声的影响使得实际有效位数比标称的位数更低,例如,一个16位的ADC可能实际的有效位数只有14位或者更低。

并且,ENOB并不是固定的量,ADC采样率越高,ENOB越低,信号频率越高,ENOB越低,数据手册中通常会给出不同采样率和不同输入频率下的ENOB,注意与自己使用的条件进行对齐。

其他参数:TODO...

抗混叠滤波器的设计:首先,确定信号上限频率后,可以选择设计滤波器的-3dB截止频率,一般选择3-5倍信号频率为截止频率,如果信号时标准的正弦波,可以选择三倍,如果信号是方波或者脉冲频率信号,可以选择5倍甚至更高,以保留更多的谐波频率。因为奈奎斯特采样定理描述的问题,当信号频率超过采样频率的的一半时,采样后的信号会折叠到0~Fs/2频率,所以对于采样频率除的信号衰减一定要足够,否则,Fs处的噪声会直接折叠到0Hz附近,所以根据设计要求,选择滤波器的设计阶数,以实现在Fs处的信号衰减满足要求。

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