ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的轉(zhuǎn)換電壓公式是將輸入的模擬電壓（Vin）轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值（Dout）的核心關(guān)系式。其通用公式為：
Vin ≈ Dout × (Vref / (2^N - 1))
中文解釋：
- Vin：待轉(zhuǎn)換的輸入模擬電壓（單位：伏特 V）。
- Dout：ADC 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字輸出值（通常是一個(gè)整數(shù)，范圍從 0 到 (2^N - 1)）。
- Vref：ADC 的基準(zhǔn)參考電壓（單位：伏特 V）。這是 ADC 用于量化的基準(zhǔn)電壓，通常決定了 ADC 的輸入量程（如 0V 到 Vref）。
- N：ADC 的分辨率（位數(shù)）。表示 ADC 輸出數(shù)字量的位數(shù)（如 8位、10位、12位、16位等）。
- 2^N - 1：ADC 的最大可能數(shù)字輸出值（滿量程碼）。例如：
- 8位 ADC：2? - 1 = 255
- 10位 ADC：21? - 1 = 1023
- 12位 ADC：212 - 1 = 4095
- 16位 ADC：21? - 1 = 65535
公式含義：
該公式表明，輸入模擬電壓 Vin 近似等于 數(shù)字輸出值 Dout 乘以 ADC 的 最低有效位對(duì)應(yīng)的電壓值 (LSB Size)。
- 最低有效位電壓（LSB Size）：
Vref / (2^N - 1)代表了 ADC 能夠區(qū)分的最小電壓變化量。它是 ADC 數(shù)字輸出值變化 1 個(gè) LSB 時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓變化量。 - 轉(zhuǎn)換過(guò)程：ADC 將參考電壓
Vref分成(2^N - 1)等份（或2^N個(gè)量化電平，但滿量程值通常對(duì)應(yīng)2^N - 1）。輸入的Vin落在哪個(gè)電平區(qū)間內(nèi)，ADC 就輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)字碼Dout。
公式變形：
如果需要根據(jù) Vin 和 Vref 計(jì)算理論數(shù)字輸出值 Dout，可將公式變形為：
Dout ≈ (Vin / Vref) × (2^N - 1)
重要說(shuō)明：
- 量化誤差：由于 ADC 是將連續(xù)的模擬量離散化為有限個(gè)數(shù)字值，這個(gè)過(guò)程必然存在 量化誤差。量化誤差的最大絕對(duì)值是 ±(1/2) LSB。因此，上述公式是近似公式。
- 輸入范圍：該公式假設(shè)輸入電壓范圍是
0V到Vref。如果 ADC 支持雙極性輸入（如 -Vref 到 +Vref），公式需要相應(yīng)調(diào)整（通常會(huì)涉及偏移二進(jìn)制或補(bǔ)碼表示）。 - 參考電壓選擇：
Vref的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和噪聲水平直接影響 ADC 的轉(zhuǎn)換精度。務(wù)必查閱具體 ADC 芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)以確認(rèn)其基準(zhǔn)電壓源的使用方式和要求。 - 實(shí)際值計(jì)算：計(jì)算得到的
Dout通常是一個(gè)小數(shù)，需要根據(jù) ADC 的量化方式進(jìn)行舍入（通常是四舍五入或截?cái)啵┎拍艿玫綄?shí)際的整數(shù)輸出值。
舉例（12位 ADC， Vref = 3.3V）：
- 最大數(shù)字輸出值 Dout_max = 212 - 1 = 4095
- 最低有效位電壓 LSB Size = 3.3V / 4095 ≈ 0.00080586V ≈ 0.806 mV
- 若輸入電壓 Vin = 1.65V：
- 理論數(shù)字輸出值 Dout ≈ (1.65V / 3.3V) × 4095 = 0.5 × 4095 = 2047.5
- 實(shí)際 ADC 輸出值可能是 2047 或 2048（取決于量化和舍入方式）。
總結(jié)：ADC 轉(zhuǎn)換的本質(zhì)是將輸入電壓 Vin 按比例映射到其有限的數(shù)字輸出范圍上，這個(gè)比例由基準(zhǔn)電壓 Vref 和分辨率 N 共同決定。 記住公式 Vin ≈ Dout × (Vref / (2^N - 1)) 或 Dout ≈ (Vin / Vref) × (2^N - 1) 是關(guān)鍵。應(yīng)用時(shí)務(wù)必考慮量化誤差和 ADC 的具體規(guī)格。
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lwddd2100
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xinshengdianzi
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新星之火12138
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fanB
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Ryita
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2024-07-02 18:00:09
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唯愛(ài)萌meng
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uvysdfydad
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李佳昕70
2021-09-26 19:12:05
ADC轉(zhuǎn)換的結(jié)果是二進(jìn)制數(shù)，那轉(zhuǎn)換的結(jié)果怎么換算成輸入電壓？
ADC轉(zhuǎn)換的結(jié)果是二進(jìn)制數(shù)吧，那轉(zhuǎn)換的結(jié)果怎么換算成輸入電壓？ 我知道要用到一個(gè)基準(zhǔn)電壓！那問(wèn)題是怎么看一個(gè)ADC的基準(zhǔn)電壓呢？與輸入電壓的范圍有什么關(guān)系呢？ 麻煩好心人解答哈??！小弟非常感謝
靚仔峰
2023-12-14 06:56:44
請(qǐng)問(wèn)TLV320ADC3101 AD轉(zhuǎn)換的參考電壓是DVDD嗎？
如題，關(guān)于TLV320ADC3101的參考電壓問(wèn)題，數(shù)據(jù)手冊(cè)中沒(méi)有找到，是DVDD作為AD轉(zhuǎn)換的參考電壓嗎？
sunllordong
2019-08-12 10:05:49
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2023-02-25 10:51:36
ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換
的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為表示一定比例電壓值的數(shù)字信號(hào)。stm32——ADC簡(jiǎn)介STM32 擁有 1~3 個(gè) ADC（STM32F101/102 系列只有 1 個(gè) ADC），這些 ADC 可以獨(dú)立使用，也可以使用雙重模式（提高采樣率）。STM32 的 ADC 是 12 位逐次逼近型的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
gvxiaot
2021-07-23 07:20:50
請(qǐng)問(wèn)ADC的電壓公式是( 測(cè)得的數(shù)字量/FFF)*3.3V嗎？
1、 電壓公式是( 測(cè)得的數(shù)字量/FFF)*3.3V嗎？2、如果是的話，如何確保3.3V？硬件應(yīng)注意啥？ 3、Vref+和Vref-到底對(duì)AD轉(zhuǎn)換結(jié)果有啥影響？
60user73
2019-11-05 22:56:07
ADC轉(zhuǎn)換原理及觸發(fā)方式
ADC就是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通常就是對(duì)電流、電壓等進(jìn)行采樣，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字量，再在軟件中進(jìn)行編程換算得到實(shí)際的值。
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2024-10-21 09:30:58
工商網(wǎng)監(jiān)
