试了下STM32H7的内置16bit ADC，情况不乐观，读数跳动非常大

JackFrost · 发表于 2019-1-16 15:26:27

H7这次集成了16BIT SAR ADC而且还支持到3.6MSPS的速度，实在是仍然很惊喜，上周淘了2片STM32H750VB，找了块103的空PCB焊上改动了下几个脚的铜箔走线，顺利跑起来了，昨天实验了下ADC，感觉很失望啊。
我都是用一节满电的镍氢电池接到PC2_C引脚来测试，电池的内阻足够低，而且纯净无干扰噪音，可以快速评估下ADC的情况。为了减小干扰，H7芯片VDD3.3V供电也是用的变压器整流滤波再稳压的3.3V供电，并且采用了HSI64MHZ的内部时钟4分频8MHZ作为ADC的主时钟，ADC3 INP0单端方式，采样时间为8.5个ADC周期
一开始我的VDDA+和VREF+都是来自VDD3.3V经过二级过滤都是磁珠4.7uF+0.1uF，并且VSSA也是单独的AGND回路然后单点0欧姆电阻连接到GND的，这个板子以前用F407VE 12BIT ADC的时候同样设置12BIT采集一节镍氢电池也只有几个LSB的小跳动，很稳定。
基于上述硬件环境，采样8192个点然后串口输出，用matlab plot

这次H7竟然有700多LSB的跳动啊。

不甘心，又继续折腾，这次改进的是VDDA REF+这些，断开从VDD3.3V滤波取电，这次干脆直接外节2节镍氢电池直接接到，VSSA和VDDA/VREF+上，并且在芯片VSSA/VDDA/VREF+这块就近又加焊了47uF的固态电容做退耦，毕竟SAR ADC比较吃基准啊。我想这么改总够惊艳了吧，你总该给哥消停点不要再跳了吧
情况仍旧不乐观啊，稳定了一些，但是仍旧还有400多LSB的跳动，

实在是失望了，后面又反复测了好多次，采样时间从1.5一直到810.5个周期都试过了，都是这个德行，最好的情况下仍旧有300多跳动。真是有点泄气了，不知道各位在玩H7的朋友，你们16BIT ADC的采样情况怎么样

zhang0352505 · 发表于 2019-1-16 15:45:33

这跳动？算下来有效BIT位8位都不够了？

孤独的猫 · 发表于 2019-1-16 15:48:00

意思是STM32用16位的ADC 达到了8位的精度？！

hailing · 发表于 2019-1-16 16:06:12

之前有人发帖说过f3的16位只有12--13位的效果，这个估计也差不多

亽亼 · 发表于 2019-1-16 16:09:53

之前买了块NUCLEO-H743ZI测试没有你这么夸张啊。记得16Bit ADC应该可以测到13bit左右的。

zhcj66 · 发表于 2019-1-16 16:14:02

hailing 发表于 2019-1-16 16:06
之前有人发帖说过f3的16位只有12--13位的效果，这个估计也差不多

stm32f0 的ADC有多少有效位? 感觉也跳动很大,不知道是我电路的问题还是就是跳动大

JackFrost · 发表于 2019-1-16 16:23:25

亽亼发表于 2019-1-16 16:09
之前买了块NUCLEO-H743ZI测试没有你这么夸张啊。记得16Bit ADC应该可以测到13bit左右的。 ...

我测试出来太夸张了，之前407也是这块板子，同样测电池撑死也就5个数字左右的跳动，这次这么大实在是诧异了，你的板子能找个电池测下吗，同样方法采8192个点看看

boycn · 发表于 2019-1-16 16:34:02

看来407ADC还不错，407还不是SAR ADC呢

ilikemcu · 发表于 2019-1-16 16:46:49

把ADC采样速率降到最低试试吧

JackFrost · 发表于 2019-1-16 17:29:33

改成PC0 ADC1_INP10测试了下也是315LSB的跳动，发现把PC0与AGND短接仍旧跳到最大达266LSB，晕了，这咋整的，看来是哪里串入干扰了

？现在VDD是从线性电源3.3V供的电，VDDA是从2节电池供的电，然后就是插着SWD到JLINK接电脑了，得排查一番了

20061002838 · 发表于 2019-1-16 18:06:18

如果用差分模式呢

lcptw · 发表于 2019-1-16 18:16:56

SWD拔掉，UART隔离传输。
再看。

daicp · 发表于 2019-1-16 18:22:36

先用示波器观察一下电源和VREF

eaglelpx · 发表于 2019-1-16 18:42:36

输入阻抗吧,有时候开启uart通信也乱跳

leiyitan · 发表于 2019-1-16 19:08:57

ADC从来都不是谁想做好就能做多好的，这种芯片内置外设的东西，开启不同外设时，模拟部分都会有影响的，想要玩直接挂ADC芯片坝

Zwiic · 发表于 2019-1-16 19:16:23

一片16bit SAR ADC 2MSPS 的价格都是H750的好几倍了。性能可想而知。

bj232 · 发表于 2019-1-16 19:23:57

楼主测试AD，板子不能接电脑的，尤其是不能连接仿真器的同时进行AD采集。

bj232 · 发表于 2019-1-16 19:26:17

最好是产品AD采集的时候，外部电源供电，笔记本电脑关机，数据存在MCU的FLASH里面，然后笔记本电脑开机，再进行数据传输。笔记本电脑辐射严重

momo_li · 发表于 2019-1-16 19:37:11

大厂的数据虽然不能说金科玉律，但是一般也不会在这么明显的地方范错误，用的好的都懒得上来说，有问题的才会积极的讨论，所以还是多研究电路吧

wye11083 · 发表于 2019-1-16 19:55:13

momo_li 发表于 2019-1-16 19:37
大厂的数据虽然不能说金科玉律，但是一般也不会在这么明显的地方范错误，用的好的都懒得上来说，有问题的才 ...

这类消费级产品，标称16bit能保证到10bit已经很好了。对带宽要求不高做滤波呗。

bujie8010 · 发表于 2019-1-16 20:36:08

估计是没用好！

redroof · 发表于 2019-1-16 21:51:13

wye11083 发表于 2019-1-16 19:55
这类消费级产品，标称16bit能保证到10bit已经很好了。对带宽要求不高做滤波呗。 ...

怎么可能这么差？f1系列的12位AD，稍微处理一下都可以稳在跳动一个字以内，原始值基本上也能稳在10位。
st总不会一代不如一代吧？

redroof · 发表于 2019-1-16 22:06:21

bj232 发表于 2019-1-16 19:23
楼主测试AD，板子不能接电脑的，尤其是不能连接仿真器的同时进行AD采集。

哪有那么夸张？
我用mcp3421，16位模式，正常插着仿真器连电脑看数据，照样可以稳在十秒钟内一个字也不跳的程度。这才是合格的16位呢。真的，测电池要很久才会变一个字。测自己做的基准源都会以为程序错了，就算等很久，包括重启板子，连一个字都不会变～

redroof · 发表于 2019-1-16 22:23:20

hailing 发表于 2019-1-16 16:06
之前有人发帖说过f3的16位只有12--13位的效果，这个估计也差不多

我在那个帖子里面给人算过，按st的手册值算下来就是只有12-13位有效，所以厂家也没有骗你啊。姜太公钓鱼，愿者上钩呗。
这个h7我没看过手册，明天看了手册再说

xml2028 · 发表于 2019-1-16 22:35:33

redroof 发表于 2019-1-16 22:06
哪有那么夸张？
我用mcp3421，16位模式，正常插着仿真器连电脑看数据，照样可以稳在十秒钟内一个字也不跳 ...

这么厉害，多少钱一片？

heize · 发表于 2019-1-16 22:46:29

不久前刚看过H7的规格书，记得INL是4LSB，所以并不是真有16-bit

admvip · 发表于 2019-1-16 22:49:54

STM32 AD使用前好像是可以进行一次自校准的，不知道H7有没有这功能

redroof · 发表于 2019-1-16 22:53:29

xml2028 发表于 2019-1-16 22:35
这么厉害，多少钱一片？

这是个低速AD，很便宜的，也就5块多一片吧，哈哈，拿来跟st的高速AD对比确实不公平。但是个人认为只有做到这种程度才能称为合格的16位AD。否则都是有水份的。

xiaoergao · 发表于 2019-1-17 00:03:34

redroof 发表于 2019-1-16 22:53
这是个低速AD，很便宜的，也就5块多一片吧，哈哈，拿来跟st的高速AD对比确实不公平。但是个人认为只有做 ...

这个采样速度是多少？是ΔΣ的还是逐次逼近的？

hailing · 发表于 2019-1-17 09:44:40

zhcj66 发表于 2019-1-16 16:14
stm32f0 的ADC有多少有效位? 感觉也跳动很大,不知道是我电路的问题还是就是跳动大 ...

F0应该跟F1差不多，之前有个板子，使用了48脚的F030C8T6采集4-20mA的电流，采样电阻使用了100R，电源是使用HT7533供电的，数值跳动明显，换F103C8T6跳动跟F030没明显区别，也是跳动。对比ST的144脚有VREF引脚（接了431）的F103ZET6，没有基准电源输入的封装ADC跳动比有基准输入的跳动大的多，具体相差精度忘了，因为PCB面积有限，无法使用大封装，而ST的芯片100脚（含）以上才有VREF，最后外置了MCP3421，设置为14位ADC模式，牺牲位数换速度解决。

redroof · 发表于 2019-1-17 09:51:14

boycn 发表于 2019-1-16 16:34
看来407ADC还不错，407还不是SAR ADC呢

407的AD我测过不如103的AD。
如果用103的AD测一个非常稳的基准源，跳动基本上只有2-3个字以内。而407的AD会跳4-5个字左右

redroof · 发表于 2019-1-17 10:25:59

JackFrost 发表于 2019-1-16 17:29
改成PC0 ADC1_INP10测试了下也是315LSB的跳动，发现把PC0与AGND短接仍旧跳到最大达266LSB，晕了，这咋整的 ...

这是STM32H7的ADC参数表格
噪声主要看ENOB参数。在16位模式下，单端模式最好的ENOB是12位，差分模式是13.5位
要得到完全不跳动的数据，需要把ENOB位数换算成NoiseFree位数。对于理想的白噪声要减去2.7 bit，对于其他非理想情况需要实测，大部分只要减更少的位数。
比如ADI的AD77xx系列一般是减2.5 bit，TI的ADS12xx系列有的只减2 bit
就算ST的和TI一样的规则，少减一点，只减2 bit，那么单端模式的无噪声精度就是10位，应该跳动6位左右，也就是60个字。
差分模式无噪声精度11.5位，应该跳动4.5位，也就是20个字。

redroof · 发表于 2019-1-17 10:58:22

heize 发表于 2019-1-16 22:46
不久前刚看过H7的规格书，记得INL是4LSB，所以并不是真有16-bit

没错，最好情况下的INL是正负4LSB，也就是14位。但这不重要，因为单端无噪声的位数算下来只有10位呢，差分也只有11.5位。其实只相当于比较好的12位AD而已

JackFrost · 发表于 2019-1-17 11:22:57

redroof 发表于 2019-1-17 10:25
这是STM32H7的ADC参数表格
噪声主要看ENOB参数。在16位模式下，单端模式最好的ENOB是12位，差分模式是13 ...

谢谢，您的分析很到位，之前仔细阅读过DATASHEET，知道ENOB是12位左右，差分情况下13bit，单端跳动个小几十是符合官方给出的指标的，不过我现在的情况跳的太离谱了。应该是干扰问题，还没有专门重新针对H750画PCB，直接是原先的407板子割铜箔花式走线的

，现在就是搞不明白这干扰哪里来的。
后来又测试了差分模式，对于板子的共模干扰应该能很好的抑制，还是测一节镍氢电池，电池负极接AGND，然后PC3_C(ADC3_INP1) 和 PC2_C(ADC3_INN1)接一起到电池的正极，相当于差分模式的0输入，测出来情况好不少，板子上的共模干扰是大幅度抑制了，跳动的最大差值是30LSB，比之前单端方式ADC输入直接接AGND跳动的266LSB是要好多了

JackFrost · 发表于 2019-1-17 11:32:58

上面测量是把IN+ IN-差分两端接在一起并且共同加上一节电池到AGND作为共模电压，这结果也就相当于测试ADC的内部噪声了吧，30LSB也跟指标值相差不太多。后来又把IN+接电池+，IN-和AGND短接接电池-，读出的最大差值仍旧是384，估计就是干扰。接下来还是打算针对性的画块H750VB的PCB算了，把ADC模拟这块布线好好优化下，弄上靠谱的基准驱动ADC驱动，完善下接地什么的，想看看到底能到什么程度吧，

redroof · 发表于 2019-1-17 11:54:03

JackFrost 发表于 2019-1-17 11:22
谢谢，您的分析很到位，之前仔细阅读过DATASHEET，知道ENOB是12位左右，差分情况下13bit，单端跳动个 ...

差分实测跳30个字已经差不多了啊，跟手册计算值很接近了。
单端跳那么多估计确实是你板子什么地方不对。要注意单端情况下的参考点到底是哪个引脚？

zhcj66 · 发表于 2019-1-18 08:07:28

hailing 发表于 2019-1-17 09:44
F0应该跟F1差不多，之前有个板子，使用了48脚的F030C8T6采集4-20mA的电流，采样电阻使用了100R，电源是使 ...

准备上个专门的adc ads1110或者ads1115

zhcj66 · 发表于 2019-1-18 08:08:51

redroof 发表于 2019-1-17 11:54
差分实测跳30个字已经差不多了啊，跟手册计算值很接近了。
单端跳那么多估计确实是你板子什么地方不对。 ...

输入36V 输出5V3A稳定的电源芯片有什么型号推荐一下,,以前用的lm2576感觉直接是渣 1A不到

redroof · 发表于 2019-1-18 09:10:18

zhcj66 发表于 2019-1-18 08:08
输入36V 输出5V3A稳定的电源芯片有什么型号推荐一下,,以前用的lm2576感觉直接是渣 1A不到 ...

我没用过哪种可以推荐的。
我现在用的最多的是MP2403，电压只有32V，输出电流倒是满足3A
不过，如果你真的需要3A的正常工作电流，那么至少得选5A的芯片。选个3A的正常来说只能安全的用2A

zxq6 · 发表于 2019-1-18 09:11:47

zhcj66 发表于 2019-1-18 08:08
输入36V 输出5V3A稳定的电源芯片有什么型号推荐一下,,以前用的lm2576感觉直接是渣 1A不到 ...

tps54x60,x=2,1,5

redroof · 发表于 2019-1-18 09:12:51

zhcj66 发表于 2019-1-18 08:07
准备上个专门的adc ads1110或者ads1115

我推荐MCP3421，标称18位，实际做到17位没问题（含符号位，如果去掉符号就是16位）

zhcj66 · 发表于 2019-1-19 08:02:32

redroof 发表于 2019-1-18 09:12
我推荐MCP3421，标称18位，实际做到17位没问题（含符号位，如果去掉符号就是16位） ...

MCP3421什么价格

zhcj66 · 发表于 2019-1-19 08:07:56

zxq6 发表于 2019-1-18 09:11
tps54x60,x=2,1,5

这个芯片用着稳定不?

Trylin · 发表于 2019-1-19 08:21:37

这芯片挺好，采样率高点就好

Excellence · 发表于 2019-1-19 08:40:15

MARK.................

icoyool · 发表于 2019-1-21 07:47:53

mark一下

marshallemon · 发表于 2019-1-21 10:58:05

比较好奇LZ这个图是怎么出来的？能介绍下详细做法吗？我之前都是用的excel

JackFrost · 发表于 2019-1-21 21:11:55

marshallemon 发表于 2019-1-21 10:58
比较好奇LZ这个图是怎么出来的？能介绍下详细做法吗？我之前都是用的excel

用的matlab，电脑串口接受到数据后保存成.txt，然后用matlab导入，然后直接PLOT就行了

marshallemon · 发表于 2019-1-21 21:30:46

JackFrost 发表于 2019-1-21 21:11
用的matlab，电脑串口接受到数据后保存成.txt，然后用matlab导入，然后直接PLOT就行了 ...

只以ascii码保存ADC值就行了？那个直方图怎么出的？

zhcj66 · 发表于 2019-1-24 14:07:37

zxq6 发表于 2019-1-18 09:11
tps54x60,x=2,1,5

如入15V 输出3.3v 200mA的有什么比较好用体积小的芯片推荐吗

zxq6 · 发表于 2019-1-24 15:07:26

zhcj66 发表于 2019-1-24 14:07
如入15V 输出3.3v 200mA的有什么比较好用体积小的芯片推荐吗

mp2451，sot-23-6

zhcj66 · 发表于 2019-1-24 15:57:09

本帖最后由 zhcj66 于 2019-1-24 15:58 编辑

zxq6 发表于 2019-1-24 15:07
mp2451，sot-23-6

MP2359 怎么样? 还有加上外围更小的方案

rube · 发表于 2019-1-24 17:59:36

yijingxiaoyou · 发表于 2019-9-18 10:21:32

不知道你怎么玩的

yijingxiaoyou · 发表于 2019-9-18 10:28:37

我交直流测量都能到14位精度剩下的是预留的挺好用的

d2203s · 发表于 2019-9-18 10:45:04

是你的程序问题,我们用373很稳,真16位

liangws201 · 发表于 2019-9-18 12:00:16

d2203s 发表于 2019-9-18 10:45
是你的程序问题,我们用373很稳,真16位

能否共享一下你的代码的思路不？

JackFrost · 发表于 2019-9-19 09:06:56

yijingxiaoyou 发表于 2019-9-18 10:28
我交直流测量都能到14位精度剩下的是预留的挺好用的

年初的时候试的，是用现成407的板子割铜箔改脚位勉强装上的750，当初就想重新画板子一直拖到现在，你的什么板子，750芯片是V版本还是Y版本？

HopeTu · 发表于 2019-9-19 09:44:07

个人感觉，应该是程序或硬件有问题。可以先给一个固定的电压，看采得稳不稳。

yijingxiaoyou · 发表于 2019-9-19 10:47:59

JackFrost 发表于 2019-9-19 09:06
年初的时候试的，是用现成407的板子割铜箔改脚位勉强装上的750，当初就想重新画板子一直拖到现在，你的什 ...

是用750vb的便宜啊

CoolBird007 · 发表于 2019-9-19 10:51:21

通道干扰才是致命的

yijingxiaoyou · 发表于 2019-9-19 10:57:18

JackFrost 发表于 2019-9-19 09:06
年初的时候试的，是用现成407的板子割铜箔改脚位勉强装上的750，当初就想重新画板子一直拖到现在，你的什 ...

你可以试一下固定采样时间做平均比如1秒平均一次
可以用定时器触发采样或系统时钟采样
平均不能去最大最小值
在加个惯性滤波会好点

JackFrost · 发表于 2019-9-19 14:10:42

yijingxiaoyou 发表于 2019-9-19 10:57
你可以试一下固定采样时间做平均比如1秒平均一次
可以用定时器触发采样或系统时钟采样
平均不能去 ...

我就是要评估下这个ADC的真实性能，所以做了平均滤波就没意义了。你试试不做滤波的话跳多少LSB。我手上这个是400MHZ的Y版本，现在假货宝上已经有新的480MHZ V版本步进的出来了。

yerrmin · 发表于 2019-9-19 14:20:11

可能是供电的问题，换一个好点的电源，或者可调直流电源

marshallemon · 发表于 2019-12-10 15:55:53

redroof 发表于 2019-1-16 21:51
怎么可能这么差？f1系列的12位AD，稍微处理一下都可以稳在跳动一个字以内，原始值基本上也能稳在10位。
s ...

请问老兄你的F1的ADC是怎么处理的？采样时间设置成多少？ADC时钟为多少？我尝试F1外接REF3333貌似也只是做到9.56bit无噪声分辨率

redroof · 发表于 2019-12-10 18:54:11

marshallemon 发表于 2019-12-10 15:55
请问老兄你的F1的ADC是怎么处理的？采样时间设置成多少？ADC时钟为多少？我尝试F1外接REF3333貌似也只是 ...

我就接TL431，2.5V，采样时间用比较长的，然后每次采16个，排序丢最大最小各1/4，剩下的一半平均，作为一个结果。
然后还有一级对这个结果再次滑动平均，输出，这样就很漂亮了

redroof · 发表于 2019-12-10 18:56:22

marshallemon 发表于 2019-12-10 15:55
请问老兄你的F1的ADC是怎么处理的？采样时间设置成多少？ADC时钟为多少？我尝试F1外接REF3333貌似也只是 ...

或者先每次16个累加，当一个数据点，再作后面的处理，分辨率可以更好。反正这个AD很快的。

fengxin32 · 发表于 2019-12-10 21:35:19

H7的ADC记得有硬件超采样，打开后稳定的多。

ibmx311 · 发表于 2019-12-11 05:13:42

我就不会纠结这些事情，我向来把单片机的adc当8位的用，如果需要更高的场合，一律外挂ADC

试了下STM32H7的内置16bit ADC，情况不乐观，读数跳动非常大

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