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過壓輸入對ADC采集有何影響?

冬至子 ? 來源:24c01硬件電子 ? 作者:PADAUK ? 2023-10-17 10:17 ? 次閱讀

有時在應用上常會有透過串接一個電阻,將高于VDD的電壓(過正壓)或是低于GND的電壓(過負壓),直接輸入到單片機的某IO 上作準位變化偵測的情況(即使該管腳不用做ADC功能)。

此時,若這IO 是一根同時可作ADC信道的功能的引腳(如標注為PB0(ADC0)的引腳),那么這 過電壓或負電壓輸入訊號 ,* 可能會干擾其它ADC信道的轉換結果 。*

圖片

如上圖的應用,PB0(ADC0),PB2(ADC2)都是可以當 ADC 轉換的輸入信道的IO,T_volt為外接的高電壓,它透過20K的電阻輸入到PB2。這里PB2被設置為IO輸入模式(檢測外部高低電平),只作準位變化偵測,不作為ADC輸入信道,PB0(AD0)則設置為ADC信道并進行ADC轉換。

T_volt 的電壓如果超過單片機最大輸入電壓的規格(例如:低于-0.3V 或高于 VDD+0.3V)時,便會向 PB2注入電流,而該 注入電流會對 PB0(AD0)的ADC轉換結果產生影響 ,就算此時PB2的注入電流并沒有高于額定的最高可允許注入電流I_INJ(手冊會有注明,一般為mA級)。

一般來說,PB2的注入電流愈大,對PB0的ADC轉換結果影響愈大。PB2的正過電壓會令PB0的 ADC讀數值偏高,而PB2的負過電壓,則會令PB0的ADC讀數偏低。

  • 以下是VDD=3V時的一些實測數據:(此數據只為參考用,不能當作量產時的依據)

1.jpg

如要避免這情況發生,過電壓或是過負電壓的輸入應使用單純的數字輸入IO,不要使用帶ADC信道輸入的IO;或者采用分壓電阻,不要讓輸入電壓大于手冊限值,本文適用于所有帶ADC功能的單片機。

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