大家在使用MCU內部adc進行信號采樣一個靜態(tài)電壓時可能在IO口上看到過這樣的波形:

這個時候大家一般會以為是信號源有問題,但仔細觀察會發(fā)現(xiàn)這個毛刺的頻率是和ADC觸發(fā)頻率一樣的!
那么為什么MCU ADC采樣時IO口會出現(xiàn)毛刺,這個毛刺會影響采樣結果嗎,讓我們來一起研究一下。
首先我們來看下GD32 MCU ADC內部采樣電路的原理示意圖:

是的,你沒看錯就是這么簡單,mcu采樣保持電路可以等效為一個開關、一個采樣電阻和采樣電容;當然后面還有逐次逼近式的轉換電路。
所以當開關閉合時,外部的信號會通過開關經過采樣電阻對采樣電容充電或放電,此時會導致外部電壓瞬間變化,這個過程內部電壓和外部電壓的變化可以等效成下圖:

剛才的波形圖里我們看到是一個向下的毛刺,當然如果ADC在掃描模式采樣多個信號時,也可能出現(xiàn)電容對外放電,則會出現(xiàn)向上的毛刺,比如這個波形:

那么這個毛刺會影響我們ADC的最終結果嗎?
這個我們就需要根據這個ADC通道所配置的采樣保持時間來判斷了;我們可以用程序配置的采樣保持周期和ADC時鐘計算出ADC采樣開啟的時間,如果從毛刺產生時刻開始經過采樣開啟時間后電壓已經恢復到平穩(wěn),那么此時這個平穩(wěn)的電壓和ADC采樣電容上的電壓一致,接下來的ADC轉換也就能得到正確的結果。
如果采樣時間結束時信號還在毛刺階段則采樣結果就會出現(xiàn)偏大或偏小。
那么如何從軟硬件方面優(yōu)化MCU的ADC性能,期待我們后續(xù)分享。
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