AD采样用了这么久，是时候熟悉一下内部结构了

用了这么久ADC，从没细看过ADC的内部原理和如何获得最佳精度。今天笔者看到一篇ST的官方文档讲的得错，这里整理分享给大家。

SAR ADC内部结构

STM32微控制器中内置的ADC使用SAR（逐次逼近）原则，分多步执行转换。

转换步骤数等于ADC转换器中的位数。

每个步骤均由ADC时钟驱动。

每个ADC时钟从结果到输出产生一位。

ADC的内部设计基于切换电容技术。

图1介绍了ADC的工作原理。下面的示例仅显示了逼近的前面几步，但是该过程会持续到LSB为止。

SAR切换电容ADC的基本原理（10位ADC示例），带数字输出的ADC基本原理图如图1所示。

图1

1

采样状态

电容充电至电压VIN。Sa切换至VIN，采样期间Sb开关闭合。如图2。

图2

2

保持状态

输入断开，电容保持输入电压。Sb开关打开，然后S1-S11切换至接地且Sa切换至VREF。如图3。

图3

3

逐次逼近

（1）第一个逼近步骤。S1切换至VREF。VIN与VREF/2比较如图4。

图4

（2）如果MSB = 0，则与¼VREF进行比较，S1切换回接地。S2切换至VREF。如图5。

图5

（3）如果MSB = 1，则与¾VREF进行比较，S1保持接地。S2切换至VREF。

重复如上步骤，直到LSB为止。可以简单理解为二分法逐次进行输入电压与参考电压的比较。首次与VREF/2比较，下次比较根据上次比较结果决定，如果MSB=1则与3/4VREF比较。如果MSB=0则与1/4VREF比较。后面决定与1/8VREF、3/8VREF、5/8VREF、 7/8VREF之一做比较。循环直到输出LSB为止。