本文中，小編將對(duì)AD轉(zhuǎn)換器位數(shù)對(duì)測(cè)量誤差的影響予以介紹，如果你想對(duì)它的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí)，或者想要增進(jìn)對(duì)它的了解程度，不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。

一、AD轉(zhuǎn)換器

AD 轉(zhuǎn)換器即模數(shù)轉(zhuǎn)換器，或簡(jiǎn)稱 adc，通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。 通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義，僅僅表示一個(gè)相對(duì)大小。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)，比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號(hào)相對(duì)于參考信號(hào)的大小。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度，通常用輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)越多，表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號(hào)的能力越強(qiáng)，轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。

AD轉(zhuǎn)換器有不同的位數(shù)，那么不同的位數(shù)對(duì)測(cè)量誤差是否有影響呢？

二、電路設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)測(cè)試電路，使用 F030單片機(jī)進(jìn)行測(cè)試。輸入的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)RC濾波之后，發(fā)送到 ADC的第0通道。使用兩個(gè)電阻將模擬地和電源分開。電路板上還設(shè)置了 3.3V的穩(wěn)壓芯片。設(shè)計(jì)電路PCB，使其能夠適應(yīng)一分鐘制板方法。

ADTest2024AprilTestADCBit.PcbDoc

▲ 圖1.2.1 測(cè)試電路原理圖720

▲ 圖1.2.2 測(cè)試電路PCB

一分鐘之后，得到制作的測(cè)試電路板。電路制作的非常完美。下面進(jìn)行焊接測(cè)試。

三、測(cè)量結(jié)果

焊接電路板，對(duì)它進(jìn)行清洗之后進(jìn)行測(cè)量。利用探針夾子下載測(cè)試程序。下載測(cè)試程序，通過(guò) ST-LINK中的串口完成測(cè)量數(shù)據(jù)上傳給微機(jī)。利用Python 編程，使用 DH1766提供從 0.1到3.2V的電壓，實(shí)際電壓值通過(guò)DM3068測(cè)量? 單片機(jī)對(duì)采集到的512個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均。在平均之前 分別取前面 1 到 12bit，這樣便可以得到不同分辨率下ADC采樣的數(shù)值了。

在測(cè)量電壓范圍內(nèi)總共采集了 2000 個(gè)數(shù)據(jù)，繪制出電壓與ADC之間的關(guān)系?？梢钥吹?，在 ADC采樣位數(shù)比較小的時(shí)候，由于量化所造成的誤差比較大。雖然這是512個(gè)數(shù)據(jù)的平均值，數(shù)據(jù)的誤差主要來(lái)自于AD量化造成的。但是，隨著位數(shù)的增加，也可以看到數(shù)據(jù)的中存在著噪聲引起的波動(dòng)。此時(shí)，噪聲引起的誤差超過(guò)了轉(zhuǎn)換位數(shù)的帶來(lái)的誤差。

▲ 圖1.3.1 不同位數(shù)對(duì)應(yīng)的采集數(shù)據(jù)

通過(guò)對(duì) 單片機(jī)AD數(shù)據(jù)與電壓之間進(jìn)行線性擬合，計(jì)算擬合電壓與實(shí)際電壓之間誤差的方差，可以看到，在AD轉(zhuǎn)換位數(shù)從 1 到12為變化過(guò)程中，方差急劇下降。但是下降的速度越來(lái)越慢，當(dāng)位數(shù)超過(guò)10位之后，基本上誤差不變了。這是對(duì)方差取對(duì)數(shù)之后繪制的數(shù)據(jù)線。更加清晰的看到，當(dāng) AD轉(zhuǎn)換的位數(shù)超過(guò)10之后，所得到的數(shù)據(jù)誤差主要來(lái)自于電路的噪聲了。因此，對(duì)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換來(lái)講，再高的ADC位數(shù)也沒(méi)有用了。

▲ 圖1.3.2 不同的ADC的位數(shù)對(duì)應(yīng)的線性擬合誤差

▲ 圖1.3.3 位數(shù)與誤差對(duì)數(shù)

以上所有內(nèi)容便是小編此次為大家?guī)?lái)的有關(guān)AD轉(zhuǎn)換器位數(shù)對(duì)測(cè)量誤差的影響的所有介紹，如果你想了解更多有關(guān)它的內(nèi)容，不妨在我們網(wǎng)站進(jìn)行探索哦。