AD精度与分辨率..docVIP

AD精度与分辨率 最近做了一块板子，当然考虑到元器件的选型了，由于指标中要求精度比较高，所以对于AD的选型很慎重。 很多人对于精度和分辨率的概念不清楚，这里我做一下总结，希望大家不要混淆。 我们搞电子开发的，经常跟“精度”与“分辨率”打交道，这个问题不是三言两语能搞得清楚的，在这里只作抛砖引玉了。 简单点说，“精度”是用来描述物理量的准确程度的，而“分辨率”是用来描述刻度划分的。从定义上看，这两个量应该是风马牛不相及的。（是不是有朋友感到愕然^_^）。很多卖传感器的JS就是利用这一点来糊弄人的了。简单做个比喻：有这么一把常见的塑料尺（中学生用的那种），它的量程是10厘米，上面有100个刻度，最小能读出1毫米的有效值。那么我们就说这把尺子的分辨率是1毫米，或者量程的1%；而它的实际精度就不得而知了（算是0.1毫米吧）。当我们用火来烤一下它，并且把它拉长一段，然后再考察一下它。我们不难发现，它还有有100个刻度，它的“分辨率”还是1毫米，跟原来一样！然而，您还会认为它的精度还是原来的0.1毫米么？（这个例子是引用网上的，个人觉得比喻的很形象！） 回到电子技术上，我们考察一个常用的数字温度传感器：AD7416。供应商只是大肆宣扬它有10位的AD，分辨率是1/1024。那么，很多人就会这么欣喜：哇塞，如果测量温度0-100摄氏度，100/1024……约等于0.098摄氏度！这么高的精度，足够用了。但是我们去浏览一下AD7416的数据手册，居然发现里面赫然写着：测量精度0.25摄氏度！所以说分辨率跟精度完全是两回事，在这个温度传感器里，只要你愿意，你甚至可以用一个14位的AD，获得1/16384的分辨率，但是测量值的精度还是0.25摄氏度^_^ 所以很多朋友一谈到精度，马上就和分辨率联系起来了，包括有些项目负责人，只会在那里说：这个系统精度要求很高啊，你们AD的位数至少要多少多少啊…… 其实，仔细浏览一下AD的数据手册，会发现跟精度有关的有两个很重要的指标：DNL和INL。似乎知道这两个指标的朋友并不多，所以在这里很有必要解释一下。 DNL：Differencial NonLiner——微分非线性度 INL：Interger NonLiner——积分非线性度（精度主要用这个值来表示） 他表示了ADC器件在所有的数值点上对应的模拟值，和真实值之间误差最大的那一点的误差值。也就是，输出数值偏离线性最大的距离。单位是LSB（即最低位所表示的量）。 当然，像有的AD如—∑系列的AD，也用Linearity error 来表示精度。 为什么有的AD很贵，就是因为INL很低。分辨率同为12bit的两个ADC，一个INL＝±3LSB，而一个做到了±1.5LSB，那么他们的价格可能相差一倍。 所以在这里帮大家把这两个概念理一下，以后大家就可以理直气壮的说精度和分辨率了，而不是将精度理解为分辨率。呵呵，希望对大家有用！ 分辨率计算：测量电压范围/(2^AD位数-1)； 使用飞思卡尔MC9S08LL8的经验二：A/D精度及校准的问题??（原创） [ 2010-9-25 2:06:00 | By: 飞翔 ] ? A/DLC滤波等。软件方面可以考虑滑动滤波等滤波技术，滤除电压瞬间的突变。在硬件设计合理的情况下，采样误差的主要因素是参考电压（温度因素我目前没有考虑）的准确性，而目前的线性稳压片或者LDO普遍的精度在±2%，±3%左右，也就是说稳压输出的电压越高，误差也就越大；电压越小，误差也越小。这样的话，如果用普通的稳压片给A/D做参考，则需要一个校准的问题，或者在电路上A/D的参考电源用一个精准电源，而这样的话势必增加成本。所以如果单片机片内有一个低压的参考电压，将会省去校准的过程，通过软件处理即可完成。以12bit为例，假设A/D外部参考电压是Vref，片内的参考电压是Viref = 1.17V（LL8内部参考），通过采集片内参考电压通道所得到的12bit，设为CODEref，可以倒推出Vref， 由公式： ? 推出： （CODEref为已知） 如果我们采集某个通道的电压Vin，其12bit码设为CODEin，则有： (1.1) 由式1.1可知，某个通道的电压和外部参考电压Vref没有直接的关系了，只和CODEref有关。因此，A/D的采样误差只和片内参考电压的精度有关了。我们可以认为在某一时刻，其外部参考电压是相同的，因此在采集某个通道电压时预先采集片内基准电压，得到CODEref，进而通过CODEin得出Vin。 庆幸的是一般单片机片内都集成了一个较准的低电压参考基准，并且内部参考电压都作为一个采集通道，像AVR，PIC和Freesacle等都有。MEGA88里面的内部参