【讨论帖】单片机AD测量电压前端有没必要加跟随电路

xuelang1984 · 发表于 2017-7-26 15:40:19

由于单片机AD端口输入阻抗很大，因此身边的老工程师不建议加运放跟随，认为没必要，大家讨论下

xuelang1984 · 发表于 2017-7-26 15:49:42

粘一个百度搜到的内容
-----------------------------------------------------
在许多典型电路设计中，AD转换器之前会有一个电压跟随器。这个跟随器到底是不是需要，要在了解跟随器作用的基础上，针对自己的电路特点而定。
首先，分析跟随器在这里的作用：
电压跟随器在这里的作用是阻抗变换作用。一方面，将输入阻抗变得很高，这样，对于输入信号的影响可以做到很小（影响一）。另一方面，输出阻抗变得很低，AD输入阻抗对输入信号的影响可以做到很小（影响二）。可见，跟随器非常有意义。
其次，分析自己的电路和被测信号做出是否用跟随器的决定。
1、如果信号源的输出阻抗很小，那么，影响一可以忽略。
2、如果AD的输入阻抗很大，那么影响一和影响二均可以忽略。
3、若两个影响都可以忽略，不必采用跟随器
4、存在一个影响，就需要用跟随器。

lgg88 · 发表于 2017-7-26 15:50:25

一般都不加的

xuelang1984 · 发表于 2017-7-26 15:54:11

再贴一个，存档
--------------------------------------------------------
从CSDN论坛上看到一个对于AD前面电压跟随器电路的分析，获益匪浅。原址：http://bbs.csdn.NET/topics/390284933

R25的作用是消反射的，运放的5、6角理论上是电压相同的，且输入阻抗是无穷大！那么输入信号的电流主要是通过R28流入地，也就是输入点的电压在WK-in点形成，理论上不会有电流流入R25，如果没有R25那么信号就会100%反射到WK-in上，如果信号源的内阻非常的大，也就是带载的能力很差，反射的信号就会在R28的输入点附近形成很强的发射震荡也就是“回音”这样的噪声经过放大就会使输出信号质量很差，R25和C12的接入可以把在5pin的反射信号有效地吸收，高频的反射信号通过C12泄放到地（AGND）R25把反射的信号阻隔在5pin的输入端。那么R25为什么是20K呢？这个可能是经验值，R25大了就会影响到5pin的信号强度毕竟运放不是理想的在说也同样会反射大量的信号，小了就像导线一样不能阻挡反射信号。通常会取到R28的2-3倍这个样子。R28、R25、R27的选取和运放的工作阻抗有关。D2、D3静电钳位，100ohm电阻不是阻抗匹配！通常的电路都有内阻，一般的数字电路的普遍内阻在100ohm左右，也就是VCC 5V的情况下，最大输出电流时50mA的样子，所以电路中常用100ohm的电阻来消反射。这样的电路中的输出功率最大也就是阻抗匹配！电流也最大，电路较通常！

chenchaoting · 发表于 2017-7-26 16:25:10

楼上的回复，很多很牵强啊

maoxue121225 · 发表于 2017-7-26 17:32:45

这个的看具体实际应用吧

cocom · 发表于 2017-7-26 17:47:35

单片机的AD，除非是16或16位以上的高精度AD，否则根本是不需要运放跟随的，芯片AD的精度放在哪儿。

fjourdev · 发表于 2017-7-26 17:58:56

cocom 发表于 2017-7-26 17:47
单片机的AD，除非是16或16位以上的高精度AD，否则根本是不需要运放跟随的，芯片AD的精度放在哪儿。 ...

加运放跟随跟精度有联系？单片机的AD不是多内阻小好像10K样子如检测的信号比如电池啥的内置小的没问题但是要是测试一些模拟量如水电阻那种几十K 上百K 不加运放跟随信号根本就加不上去直接被分压不过我还是疑惑单片机的AD输入阻抗到底是不是10K 我找的是10K 如比较大如1M 还是可以做很多事情的

xuelang1984 · 发表于 2017-7-26 18:24:26

等模电高手出现

Arrowzhang · 发表于 2017-7-26 20:43:54

xuelang1984 发表于 2017-7-26 15:54
再贴一个，存档
--------------------------------------------------------
从CSDN论坛上看到一个对于AD前 ...

说得我差点信了

Arrowzhang · 发表于 2017-7-26 20:46:26

单片机AD输入阻抗大吗？顶多几十K吧，跟运放比差多了

eleqian · 发表于 2017-7-26 21:29:36

我觉得这篇文章很清楚，ad输入等效为rc电路，采样时间足够长一般可以不用，采样率高就需要。http://www.deyisupport.com/blog/b/analogwire/archive/2013/11/12/51569.aspx

zhuyi25762 · 发表于 2017-7-26 21:51:32

不说加不加有没有用，加了是不是没坏处。。空间够，成本不在乎几毛钱，是不是加上更好

ilikemcu · 发表于 2017-7-26 22:01:18

楼主只说AD，不说实际应用，不说项目测量的指标，离开这些基本实际的要素，那就只能是空谈理论了！没实际意义啊

emobbs · 发表于 2017-7-26 23:03:59

xuelang1984 发表于 2017-7-26 15:54
再贴一个，存档
--------------------------------------------------------
从CSDN论坛上看到一个对于AD前 ...

记号，慢慢再看

tianheyun12 · 发表于 2017-7-27 08:42:43

原信号与被测信号是否阻抗匹配

xuelang1984 · 发表于 2017-7-27 09:01:37

ilikemcu 发表于 2017-7-26 22:01
楼主只说AD，不说实际应用，不说项目测量的指标，离开这些基本实际的要素，那就只能是空谈理论了！没实际意 ...

还是等来了高手

xuelang1984 · 发表于 2017-7-27 09:08:47

ilikemcu 发表于 2017-7-26 22:01
楼主只说AD，不说实际应用，不说项目测量的指标，离开这些基本实际的要素，那就只能是空谈理论了！没实际意 ...

这是一个PLC的采集电路，要求采集4-20ma 0-5v 精度±0.5%F.S 温度漂移0.015%/℃ 响应时间≤0.01s 稳定时间≤0.1s

fanfanrenfan · 发表于 2017-7-27 09:31:35

看你对精度的需求了，如果只是一般的应用，就不用加了，如果对精度有要求，必须加，前面的射随不仅仅是阻抗的作用，还有信号调理，滤波器，保护等作用。

xuelang1984 · 发表于 2017-7-27 09:36:26

fanfanrenfan 发表于 2017-7-27 09:31
看你对精度的需求了，如果只是一般的应用，就不用加了，如果对精度有要求，必须加，前面的射随不仅仅是阻抗 ...

工业应用对可靠性要求还是高些的，我觉得滤波也应该加，布板的时候老员工觉得很多没必要。。。。

ilikemcu · 发表于 2017-7-27 12:17:50

xuelang1984 发表于 2017-7-27 09:08
这是一个PLC的采集电路，要求采集4-20ma 0-5v 精度±0.5%F.S 温度漂移0.015%/℃ 响应时间≤0.01s 稳 ...

温度漂移要150PPM/度，这个前提你需要一个过得去的基准源，一般的LDO典型温漂能到100ppm就不错了，最大温漂可能超过150ppm，所以基准要好一点才行。
4-20mA输入信号，一般无需用跟随器，直接电阻并联在测量端和地之间，再加个电容滤波，外接的时候，再串1个普通小电阻出去，两个电阻加起来不要超过信号源的最大允许负载，测量的电阻使用25ppm以内温漂的精密电阻，阻值×20mA不要超过ADC的测量范围，但是要尽量接近其测量上限，以最大限度利用其测量空间。
0-5V输入信号，如果要做得好其实比4-20mA难，因为信号输出阻抗大，容易被干扰，用跟随器+前置的RC一阶或二阶滤波会改善，但是因为要测量到0V信号，运放要加负电源，又很麻烦，否则你即使用了轨至轨的运放，在电源的幅值附近，仍然有非线性失真，更不要说运放本身的失调了。

xuelang1984 · 发表于 2017-7-27 14:06:23

ilikemcu 发表于 2017-7-27 12:17
温度漂移要150PPM/度，这个前提你需要一个过得去的基准源，一般的LDO典型温漂能到100ppm就不错了，最大温 ...

感谢指点

ziruo2002ab · 发表于 2017-7-27 14:13:56

楼主1984的？应该算“老员工”了吧？
怎么口口声声其它老员工
你们公司平均年龄是有多大啊

Flyback · 发表于 2017-7-27 14:14:32

12楼的文章很能说明问题了，比如STM32的adc 速度设置较快的时候，输入阻抗很低。

hymculolo · 发表于 2017-7-27 17:39:36

单片机AD口输入阻抗可没想象的那么高，特别是采样速率越高的时候，还是根据情况吧。

pxclihai · 发表于 2017-7-27 19:27:51

adc采样电路。芯片手册应该有输入阻抗说明的吧

3DA502 · 发表于 2017-7-27 21:10:47

https://www.embeddedarm.com/docu ... 50-v2-schematic.pdf

xuelang1984 · 发表于 2017-7-29 10:24:29

ziruo2002ab 发表于 2017-7-27 14:13
楼主1984的？应该算“老员工”了吧？
怎么口口声声其它老员工
你们公司平均年龄是有多大啊 ...

刚参加工作。。。

JackFrost · 发表于 2017-7-29 11:37:08

这个要看具体情况了，一般单片机内置AD等效输入阻抗并不高，参考下STM32的手册就明白了，尤其高速采样的时候甚至低于1K欧的，这个自己做个试验对比下就明白了，不加输入缓冲的话，高速低速采样出来的电压都不一样。

【讨论帖】单片机AD测量电压前端有没必要加跟随电路

本帖子中包含更多资源

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

本帖子中包含更多资源