ADC的動態(tài)范圍與最大輸入信號幅度嚴(yán)重不匹配是啥意思呢？

正常來講，ADC的動態(tài)范圍與最大輸入信號的幅度相匹配，對于得到最大的ADC轉(zhuǎn)換精度是非常重要的。

ADC的動態(tài)范圍與最大輸入信號幅度嚴(yán)重不匹配是啥意思呢？ 不妨舉例說明之。

假定要轉(zhuǎn)換的信號在0V至2.5V之間變化，而VREF+等于3.3V，ADC的分辨率為12位，則最大信號2.5V的ADC轉(zhuǎn)換數(shù)值是3102，如下圖所示。這樣，就有993個未使用的轉(zhuǎn)換值(4095 – 3102 = 993)，即丟失了轉(zhuǎn)換信號的精度。

不妨換個說法。

當(dāng)最大輸入為2.5v,參考電壓為3.3V時.輸入信號所對應(yīng)的實際分辨率為 2.5v/3102 .

若把ADC的參考電壓調(diào)整為與輸入相匹配，將參考電壓也改為2.5V,那么2.5V輸入所對應(yīng)的ADC值則是滿量程4095，此時的分辨率就提升到了2.5v/4095 .

實際應(yīng)用中有人或許特意挑選一個分辨率比較滿意的ADC芯片或帶ADC的MCU，然而在具體設(shè)計的時候，ADC的最大輸入信號離ADC模塊的參考電壓還相差一大截，這時當(dāng)初挑選的ADC分辨率精度就根本沒有被充分利用起來。如其這樣，還不如選個哪怕分辨率低點、但參考電壓跟輸入信號幅度匹配的ADC芯片，這樣或許成本上還可以省點。

那如何使ADC的動態(tài)范圍與最大輸入信號的幅度相匹配？

一般可以通過合理地選擇參考電壓或使用一個前級放大器，使用ADC的全量程輸出，得到最大可能分辨率，從而提高轉(zhuǎn)換精度。

1、選擇合適的參考電壓

讓參考電壓與要測量信號的幅值匹配，使用ADC模塊的全范圍、滿量程輸出，以得到最大的分辨率。

2、使用前置放大器

如果與ADC的測量范圍相比，待測量的信號太小，可以使用一個外部的前級放大器。例如：如果要測量的信號變化范圍是0V至1V之間，而VDDA是3V，這個信號可以被放大，使它的峰-峰幅度與VDDA的數(shù)值相同，增益為3。 這個放大器可以把輸入信號的范圍轉(zhuǎn)換至ADC模塊的范圍。不過，此時注意設(shè)計這個放大器時不要引入其它額外的誤差。

所以，在做ADC應(yīng)用時，注意輸入信號幅度要盡量與ADC模塊的參考電壓想匹配，充分使用到滿量程，實現(xiàn)最佳轉(zhuǎn)換精度。