adc芯片,之间有串扰
adc原理及应用出现的问题
ADC原理及应用出现的问题1. ADC原理简介ADC（Analog-to-Digital Converter）即模拟到数字转换器，是一种能将连续的模拟信号转换为相应的离散数字码的电子设备。
ADC广泛应用于各种领域，包括通信、电子测量、自动控制等。
2. ADC的分类根据不同的转换方式，ADC可以分为几种不同的类型：•逐次逼近型ADC：逐次逼近型ADC通过不断逼近来获取输入模拟信号的数字量，并输出对应的数字码。
•并行型ADC：并行型ADC同时将输入的模拟信号转换为多个并行输出的数字码。
•逐次逼近型ADC：逐次逼近型ADC通过逼近法逐步获取输入模拟信号的数字量，逐渐逼近最终结果。
3. ADC应用中可能出现的问题在ADC的应用过程中，常常会遇到一些问题，以下列举一些常见的问题及解决方法：3.1 量化误差量化误差是指模拟信号与对应数字码之间的差异。
量化误差由于ADC的分辨率有限和量化阶数引起。
当分辨率较低时，量化误差会更大。
解决方法包括提高分辨率、使用更高精度的ADC等。
3.2 噪声干扰特别是在低信噪比场景下，ADC输入信号中会受到噪声干扰。
噪声会引入ADC 中，导致输出数字码的不准确性。
解决方法包括降低噪声对信号的干扰、增加信号的信噪比等。
3.3 采样速率不足采样速率不足会导致输入模拟信号无法完整地被采样，进而导致输出结果的失真。
解决方法包括增加采样频率、使用更高速的ADC等。
3.4 温度漂移ADC的性能会受到温度变化的影响，可能导致输出结果的偏差。
解决方法包括使用温度补偿技术、选择温度稳定性较好的器件等。
3.5 输入阻抗问题ADC的输入阻抗可能对输入信号产生不良影响，例如降低信号电平、改变信号频率响应等。
解决方法包括选择合适的输入电路、减小电路中的冗余电流等。
4. 小结ADC作为模拟信号转数字码的重要组成部分，在各个领域都有着广泛的应用。
然而，在实际应用过程中，我们经常会遇到一些问题，如量化误差、噪声干扰、采样速率不足等。
【AN2834】如何在STM32F10xxx上得到最佳的ADC精度
AN2834应用笔记如何在STM32F10xxx上得到最佳的ADC精度前言STM32F10xxx微控制器产品系列，内置最多3个先进的12位模拟/数字转换模块(ADC)，转换时间最快为1μs，这个ADC模块还具有自校验功能，能够在环境条件变化时提高转换精度。
在需要模拟/数字转换的应用中，ADC的精度影响到整个系统的质量和效率。
为了能够达到应有的精度，用户需要了解ADC误差是如何产生的和影响它的参数。
转换精度不是仅仅依赖于ADC模块的性能和功能，它与该模块周边应用环境的设计密切相关。
本文旨在帮助用户了解ADC误差的产生，以及如何提高ADC的精度，包含以下2个部分：● 介绍了与ADC设计相关的，诸如外部硬件设计参数，和不同类型的ADC误差来源。
● 提出一些设计上的建议，和如何在硬件方面减小误差的方法。
译注：本译文的英文版下载地址为：/stonline/products/literature/an/15067.pdf目录如何在STM32F10xxx上得到最佳的ADC精度目录1ADC误差的种类31.1ADC模块自身相关的误差31.1.1偏移误差31.1.2增益误差41.1.3微分线性误差51.1.4积分线性误差61.1.5总未调整误差61.2与环境相关的ADC误差71.2.1电源噪声71.2.2电源稳压71.2.3模拟输入信号的噪声71.2.4ADC的动态范围与最大输入信号幅度严重不匹配71.2.5模拟信号源阻抗的影响81.2.6信号源的容抗与PCB分布电容的影响81.2.7注入电流的影响91.2.8温度的影响91.2.9I/O引脚间的串扰91.2.10EMI导致的噪声 10 2如何得到最佳的ADC精度 112.1减小与ADC模块相关的ADC误差的建议 112.2如何减小与外部环境相关的ADC误差 112.2.1减小电源噪声 112.2.2电源稳压的建议 122.2.3消除模拟输入信号的噪声 122.2.4将最大的信号幅度与ADC动态范围匹配 132.2.5模拟信号源的阻抗计算 142.2.6信号源频率条件与源电容和分布电容的关系 142.2.7温度效应补偿 152.2.8注入电流最小化 152.2.9减小I/O脚串扰 152.2.10降低EMI导致的噪声 162.2.11PCB的设计建议 162.2.12元器件的摆放与布线 18 3结论191 ADC误差的种类1.1 ADC模块自身相关的误差在STM32F10xxx的数据手册中，给出了不同类型的ADC精度误差数值。
STM32F0多路ADC采样中的BUG和解决方案
STM32F0多路ADC采样中的BUG和解决方案在STM32F0系列中，多路ADC采样时可能会出现一些问题，下面是一些常见的BUG以及对应的解决方案：1.ADC转换结果误差较大：-原因：ADC的转换精度受到参考电压和时钟精度的影响，以及输入信号的干扰等。
-解决方案：-确保参考电压稳定，可以使用稳压器等电压源。
-降低输入信号的干扰，可以使用滤波电路。
-选择合适的采样率和分辨率，根据实际需求调整。
-使用校准功能对ADC进行校准，可以提高转换精度。
2.ADC采样速度不稳定：-原因：在多通道ADC采样时，切换通道可能会引入额外的时间延迟，导致采样速度不稳定。
-解决方案：-配置ADC转换模式为扫描模式，使得ADC可以按照一定的顺序进行多通道采样。
-调整通道切换速度，可以通过增加延时或者降低采样速率来解决。
3.ADC采样结果不准确或者不稳定：-原因：在多路ADC采样时，可能存在模拟输入信号的串扰或者共模干扰，导致采样结果不准确或者不稳定。
-解决方案：-选择合适的参考电压和可靠的电源地，以减少参考电压的波动或者输入信号的干扰。
-适当延长采样时间，可以通过增加采样周期来提高稳定性。
-使用信号调制技术，如差分信号采样、抗共模干扰技术等。
4.ADC采样中断丢失：-原因：在多通道ADC采样时，如果不及时处理中断，可能会导致中断丢失。
-解决方案：-配置合适的优先级分组和中断优先级，以确保ADC中断能够得到及时处理。
-在中断处理函数中尽量减少处理时间，避免长时间占用CPU。
5.ADC采样时CPU占用率过高：-原因：在ADC连续转换模式中，如果没有合适的采样间隔，可能会导致CPU占用率过高。
-解决方案：-合理配置ADC的采样频率和采样间隔，根据实际需求进行调整。
-使用DMA传输数据，减少CPU的负载，提高系统的稳定性和响应速度。
以上是一些常见的STM32F0多路ADC采样中可能出现的BUG以及对应的解决方案，根据实际情况进行调试和优化，可以提高ADC的准确性和稳定性。
adc的指标峰值谐波或杂散噪声
adc的指标峰值谐波或杂散噪声
ADC（模数转换器）的指标中，峰值谐波和杂散噪声是非常重要
的性能参数。
峰值谐波是指在模拟输入信号中，ADC输出频谱中出
现的最大谐波成分的幅度值。
通常用于衡量ADC的非线性失真程度，峰值谐波越小，ADC的非线性失真越小，性能越好。
杂散噪声是指ADC输出中除了基本频率成分以外的其他频率成分所引起的干扰信号，通常以信噪比的形式来表示。
杂散噪声越小，表示ADC的输出
中杂散成分越少，信噪比越高，性能越好。
从工程角度来看，峰值谐波和杂散噪声是影响ADC性能的重要
因素。
峰值谐波反映了ADC的非线性失真情况，而杂散噪声则反映
了ADC的信号提取能力和输出信号质量。
在实际应用中，工程师需
要根据具体的系统要求和应用场景来选择合适的ADC，以平衡峰值
谐波和杂散噪声等性能指标，从而获得最佳的性能表现。
另外，对于峰值谐波和杂散噪声的测试和评估也是非常重要的。
通常采用频谱分析等方法来测量和分析ADC输出的谐波成分和杂散
成分，以便全面了解ADC的性能表现。
工程师们也会根据这些测试
结果来进行性能优化和改进，以确保ADC在实际应用中能够达到预
期的性能要求。
总的来说，峰值谐波和杂散噪声是衡量ADC性能的重要参数，
对于工程设计和实际应用都具有重要意义。
通过合理选择和评估这
些指标，可以确保ADC在各种应用场景下都能够表现出优异的性能。
ADC有哪些实际应用-如何利用噪声扰动提高ADC无杂散动态范围-
ADC有哪些实际应用?如何利用噪声扰动提高ADC无杂散动态范围?ADC是模数转换器的简称，在本文中不是游戏中的ADC哦。
为了增进大家对ADC的认识，本文将基于两个方面介绍ADC：1.ADC的实际应用、2.如何利用噪声扰动提高ADC无杂散动态范围。
如果你对ADC具有兴趣，不妨和我一起继续往下阅读哦。
一、ADC实际应用1.音乐录制模数转换器是2000年代音乐再现技术和基于数字音频工作站的声音记录所不可或缺的。
人们通常使用模拟记录在计算机上制作音乐，因此需要模数转换器来创建脉冲码调制(PCM)数据流，该数据流会进入光盘和数字音乐文件。
当前用于音乐的模数转换器可以以高达192 kHz的速率采样。
在这些问题上存在大量文献，但是商业考虑通常起着重要作用。
许多录音棚采用24位/ 96 kHz(或更高)脉冲编码调制(PCM)或直接流数字录音(DSD)格式，然后对信号进行下采样或抽取，以进行光盘数字音频制作(44.1 kHz)，对于常用的广播和电视广播应用，由于人类的奈奎斯特频率和听觉范围，将其降低到48 kHz 。
2.数字信号处理要求ADC处理，存储或传输几乎任何数字形式的模拟信号。
例如，电视调谐卡使用快速视频模数转换器。
慢速片上8、10、12或16位模数转换器在微控制器中很常见。
数字存储示波器需要非常快速的模数转换器，这对于软件定义的无线电及其新应用也至关重要。
3.科学仪器数字成像系统通常使用模数转换器将像素数字化。
一些雷达系统通常使用模数转换器将信号强度转换为数字值，以进行后续信号处理。
许多其他原位和遥感系统通常使用类似技术。
所得数字化数值中的二进制位数反映了分辨率，xxx的离散量化级数(信号处理)。
模拟信号和数字信号之间的对应关系取决于量化误差。
量化过程必须以足够的速度进行，这可能会限制数字信号的分辨率。
科学仪器中的许多传感器都会产生模拟信号。
温度、压力、pH、光强度等。
所有这些信号都可以放大并馈送到模数转换器，以产生与输入信号成比例的数字。
ADC输入噪声面面观
ADC输入噪声面面观——噪声是利还是弊？所有模数转换器（ADC）都有一定量的"折合到输入端噪声",可以将其模拟为与无噪声ADC输入串联的噪声源。
折合到输入端噪声与量化噪声不同，后者仅在ADC处理交流信号时出现。
多数情况下，输入噪声越低越好，但在某些情况下，输入噪声实际上有助于实现更高的分辨率。
这似乎毫无道理，不过继续阅读本指南，就会明白为什么有些噪声是好的噪声。
折合到输入端噪声（代码跃迁噪声）实际的ADC在许多方面与理想的ADC有偏差。
折合到输入端的噪声肯定不是理想情况下会出现的，它对ADC整体传递函数的影响如图1所示。
随着模拟输入电压提高，"理想"ADC（如图1A所示）保持恒定的输出代码，直至达到跃迁区，此时输出代码即刻跳变为下一个值，并且保持该值，直至达到下一个跃迁区。
理论上，理想ADC的"代码跃迁"噪声为0,跃迁区宽度也等于0.实际的ADC具有一定量的代码跃迁噪声，因此跃迁区宽度取决于折合到输入端噪声的量（如图1B所示）。
图1B显示的情况是代码跃迁噪声的宽度约为1个LSB（最低有效位）峰峰值。
图1:代码跃迁噪声（折合到输入端噪声）及其对ADC传递函数的影响由于电阻噪声和"kT/C"噪声，所有ADC内部电路都会产生一定量的均方根（RMS）噪声。
即使是直流输入信号，此噪声也存在，它是代码跃迁噪声存在的原因。
如今通常把代码跃迁噪声称为"折合到输入端噪声",而不是直接使用"代码跃迁噪声"这一说法。
折合到输入端噪声通常用ADC输入为直流值时的若干输出样本的直方图来表征。
大多数高速或高分辨率ADC的输出为一系列以直流输入标称值为中心的代码（见图2）。
为了测量其值，ADC的输入端接地或连接到一个深度去耦的电压源，然后采集大量输出样本并将其表示为直方图（有时也称为"接地输入"直方图）。
高速PCB板设计中的串扰问题和抑制方法
高速PCB板设计中的串扰问题和抑制方法引言在当今飞速发展的电子设计领域，高速化和小型化已经成为设计的必然趋势。
与此同时，信号频率的提高、电路板的尺寸变小、布线密度加大、板层数增多而导致的层间厚度减小等因素，则会引起各种信号完整性问题。
因此，在进行高速板级设计的时候就必须考虑到信号完整性问题，掌握信号完整性理论，进而指导和验证高速PCB的设计。
在所有的信号完整性问题中，串扰现象是非常普遍的。
串扰可能出现在芯片内部，也可能出现在电路板、连接器、芯片封装以及线缆上。
本文将剖析在高速PCB板设计中信号串扰的产生原因，以及抑制和改善的方法。
串扰的产生串扰是指信号在传输通道上传输时，因电磁耦合而对相邻传输线产生的影响。
过大的串扰可能引起电路的误触发，导致系统无法正常工作。
如图1所示，变化的信号(如阶跃信号)沿传输线由A到B传播，传输线C到D 上会产生耦合信号。
当变化的信号恢复到稳定的直流电平时，耦合信号也就不存在了。
因此串扰仅发生在信号跳变的过程当中，并且信号变化得越快，产生的串扰也就越大。
串扰可以分为容性耦合串扰(由于干扰源的电压变化，在被干扰对象上引起感应电流从而导致电磁干扰)和感性耦合串扰(由于干扰源的电流变化，在被干扰对象上引起感应电压从而导致电磁干扰)。
其中，由耦合电容产生的串扰信号在受害网络上可以分成前向串扰和反向串扰Sc，这两个信号极性相同；由耦合电感产生的串扰信号也分成前向串扰和反向串扰Sl，这两个信号极性相反。
互容和互感都与串扰有关，但需要区别考虑。
当返回路径是很宽的均匀平面时，如电路板上的大多数耦合传输线，容性耦合电流和感性耦合电流量大致相同。
这时要精确地预测二者的串扰量。
如果并行信号的介质是固定的，即带状线的情况，那么，耦合电感和电容引起的前向串扰大致相等，相互抵消，因此只要考虑反向串扰即可。
如果并行信号的介质不是固定的，即微带线的情况，耦合电感引起的前向串扰随着并行长度的增大要大于耦合电容引起的前向串扰，因此内层并行信号的串扰要比表层并行信号的串扰小。
扫描模式下 ADC 发生通道间串扰
随着时采样保持时间 t 的增长，采样电容 Cs 上的电压逐渐趋近于 Ua ，而其与 Ua 之间的误差为：
该误差 即是信号源 B 通过采样电容 Cs 对信号源 A 的藕合值，且随着采样保持时间 t 的增长，该值逐渐减小，最终趋近于零，如图（二）所示。从 的表达式中可以看出， 有种方法可以减小 的取值： 1. 通过增加采样保持时间 t，使 获得更多的衰减时间； 2. 通过减小信号源的内阻 Ra，使 具有更快的衰减速率；
其中， Cs 是 ADC 的采样电容,Rs 是 ADC 的采样电阻。两路信号源 A 和 B 的电平分别为 Ua 和 Ub，其 内阻分别是 Ra 和 Rb。为了简化问题，假定两路信号的扫描次序是由信号源 B 到信号源 A，且信号源 B 接入的时间足够长，以至在通道切换时采样电容 Cs 上的电压可以近似的等于 Ub ，于是，在通道切 换到信号源 A 后，采样电容 Cs 上的电压将按如下曲线变化：
扫描模式下 ADC 发生通道间串扰
问题：
该问题由某客户提出，发生在 STM32F103VDT6 器件上。据其工程师讲述：在其产品中，需要使用 STM32 的 ADC 对多路模拟信号进行同步采样。在具体的实现上，采用了 ADC 常规通道的扫描模式来 完成这一功能。然而，在调试中过程中发现一个奇怪的现象：当将各路模拟信号的电平设置成相同 时，ADC 对各路模拟信号的转换结果相同，用 A 来表示。改变其中一路模拟信号的电平，并保持其各 路模拟信号的电平不变，则 ADC 对该路信号的转换结果变为 B。然而，此时与其在扫描次序上相邻的 下一路模拟信号的转换结果也发生了变化，记作 C。经多次实验发现，B 和 C 在数值上相对于 A 有 相同的变化方向。于是，怀疑 ADC 的相邻通道间存在着某种串扰。
调研：
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adc芯片,之间有串扰
ADC芯片是模拟信号转换为数字信号的关键组件，广泛应用于各种电子设备中。
然而，在ADC芯片的应用中，我们常常会遇到一个问题，那就是串扰。
本文将探讨ADC芯片之间的串扰现象及其影响，并提出一些解决方案。
我们来了解一下什么是ADC芯片之间的串扰。
串扰是指在多个ADC 芯片共享同一个电源或地线时，由于电源或地线的干扰，信号在ADC芯片之间相互干扰的现象。
这种干扰可能会导致信号失真、噪声增加以及采样精度下降等问题，影响系统的性能和稳定性。
那么，为什么会出现ADC芯片之间的串扰呢？主要有以下几个原因：电源线和地线的电磁辐射是串扰的主要来源之一。
当多个ADC芯片共享同一个电源或地线时，其中一个芯片的电流变化会通过电源或地线传播到其他芯片中，导致信号相互干扰。
ADC芯片本身的设计和布局也会影响串扰的程度。
例如，芯片之间的距离过近、布线不合理或者地线回路不良等都会增加串扰的可能性。
ADC芯片的工作频率和信号幅度也会对串扰产生影响。
当芯片的工作频率较高或者信号幅度较大时，串扰的问题更容易出现。
那么，串扰会对系统性能产生什么样的影响呢？首先，串扰会导致
ADC芯片的输出信号失真。
由于信号相互干扰，原本应该是平滑连续的信号可能会出现波动或者断裂的情况，从而导致输出数据的准确性下降。
串扰还会引入额外的噪声。
由于信号相互干扰，本来应该是纯净的信号可能会受到其他信号的干扰，从而增加了系统的噪声水平，降低了信噪比。
串扰还会降低系统的采样精度。
由于信号相互干扰，原本应该是准确的采样值可能会发生偏移或者误差，从而影响系统对信号的准确度和精度。
面对ADC芯片之间的串扰问题，我们可以采取一些解决方案来减少其影响。
首先，合理设计和布局ADC芯片的电源和地线是非常重要的。
我们可以采取分离电源和地线、增加电源和地线的接地点、减小电源和地线的长度等方法来降低串扰的可能性。
选择合适的ADC芯片也可以减少串扰的问题。
一些高性能的ADC芯片在设计时考虑了串扰的问题，采用了一些抗串扰的技术，如分离电源和地线、采用差分信号输入等，可以有效地减少串扰的影响。
我们还可以通过屏蔽和隔离的方法来降低串扰。
例如，在设计电路板时可以采用屏蔽罩或者隔离层来隔离不同的ADC芯片，减少信号相互干扰的可能性。
ADC芯片之间的串扰是一个需要重视的问题。
它可能会导致信号失真、噪声增加以及采样精度下降等问题，影响系统的性能和稳定性。
我们可以通过合理设计和布局电源和地线、选择合适的ADC芯片以及采用屏蔽和隔离等方法来减少串扰的影响。
只有充分认识和解决串扰问题，才能更好地应用ADC芯片，提高系统的性能和稳定性。