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如何读取外部电压ADC阻抗匹配

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kmzuaz|  楼主 | 2025-3-31 15:30 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
单片机的基准电压一般为3.3V,如果外部信号超过了AD测量范围,采用电阻分压是最为简单的一种方法,然而很多时候你会在阻抗匹配的问题上“踩坑”。比如,模数输入阻抗约为10K,如果外接的分压电阻无法远小于该阻值,则会因为信号源输出阻抗较大,AD的输入阻抗较小,从而输入阻抗对信号源信号的电压造成分压,最终导致电压读取误差较大。这样的情况会导致你测量电压的时候,发现有些电压点好像测的挺准,而有些电压点测量的偏差却又很大。

考虑阻抗匹配的问题,对于使用单片机读取外部信号电压,外接分压电阻必须选用较小的电阻,但在对功耗有要求的情况下,你不得不选用大阻值的电压分压后,这时候则需要使用电压跟随器进行阻抗匹配(电压跟随器输入阻抗可达到几兆欧姆,输出阻抗为几欧姆甚至更小)。如果信号源的输出阻抗较大,可采用电压跟随器匹配后再接电阻分压。
也可以选择外置的ADC芯片,但是在选型时,要留意其类型(SAR型、开关电容型、FLASH型、双积分型、Sigma-Delta型),不同类型的ADC芯片输入阻抗不同。常见的Sigma-Delta型是目前精度最高的ADC类型,也属于开关电容型输入,其所需要注意的问题相对比较多

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沙发
lzmm| | 2025-4-5 21:54 | 只看该作者
直接连接(适用于高阻抗ADC)​

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板凳
sheflynn| | 2025-4-8 10:53 | 只看该作者
若信号电压超过ADC量程,设计分压电阻网络,确保分压后电压在ADC量程内。

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地板
belindagraham| | 2025-4-8 12:25 | 只看该作者
差分对对称设计 + 共模抑制              

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5
sheflynn| | 2025-4-8 15:29 | 只看该作者
主要关注的是防止过载和信号反射。

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6
pentruman| | 2025-4-9 21:22 | 只看该作者
进行阻抗匹配之前,需先测量信号源的阻抗。可使用阻抗分析仪等设备进行测量,也可采用一些简单的方法进行估算。

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7
louliana| | 2025-4-10 00:32 | 只看该作者
如果外部电压信号源的内阻较低(如小于1kΩ),而ADC输入阻抗较高,可以考虑串联一个小电阻

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8
mnynt121| | 2025-4-10 16:47 | 只看该作者
在开关电容型ADC输入端并联大电容(如1μF),可等效为纯阻性阻抗,减小分压误差。

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9
updownq| | 2025-4-10 20:54 | 只看该作者
使用专用的ADC驱动芯片​              

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10
作业粉碎机| | 2025-4-10 21:27 | 只看该作者
如果外接分压电阻太大,是不是可以用电容来改善一下信号稳定性呢

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11
懒癌晚期患者| | 2025-4-11 08:11 | 只看该作者
电阻分压简单,但容易出错,有没有什么技巧可以避免阻抗匹配问题

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12
蚊子的噩梦| | 2025-4-11 10:47 | 只看该作者
在功耗要求严格的情况下,有没有什么办法既能用大阻值分压电阻又不影响阻抗匹配

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13
勇敢的大白菜| | 2025-4-11 16:03 | 只看该作者
lzmm 发表于 2025-4-5 21:54
直接连接(适用于高阻抗ADC)​

这种方法好的

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14
暗夜幽灵骑士| | 2025-4-11 18:24 | 只看该作者
电压跟随器的输入阻抗真的有那么高吗?能具体说说它的原理吗?

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15
海市蜃楼神秘| | 2025-4-11 21:47 | 只看该作者
Sigma-Delta型ADC精度高,那它输入阻抗低的问题怎么解决呢

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16
rosemoore| | 2025-4-12 21:54 | 只看该作者
对于使用单片机读取外部信号电压,外接分压电阻必须选用较小的电阻。

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17
mollylawrence| | 2025-4-12 22:16 | 只看该作者
若外部分压电阻阻值过高,会因分压效应导致电压测量误差。

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18
jkl21| | 2025-4-13 11:50 | 只看该作者
高频信号需注意阻抗匹配,避免信号反射导致失真。

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19
averyleigh| | 2025-4-13 14:42 | 只看该作者
输入阻抗不是固定不变的,它可能会随着采样频率、电源电压等因素的变化而有所变化。

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20
mmbs| | 2025-4-13 15:24 | 只看该作者
简化设计,提升信号完整性。              

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