关于STC8单片机叠加精准可控三角波实现18位ADC的方案

hhh***

关于STC8单片机叠加精准可控三角波实现18位ADC的方案

梁工16位过采样方案是加入白噪声，由于白噪声幅值不可控，会带来比较大误差，16位时误差已经很大了，
为了得到精度更高18位ADC，本方案采取叠加精准可控三角波，具体方案如下：
1、单片机产生15位PWM通过4级低通滤波加运算放大器做电压跟随得到可控电压信号。
2、1产生的电压通过RC充放电得到占空比80%，电压可以精准控制的三角波，三角波幅度需要精准控制到4倍LSB。
3、2产生的三角波经过反相器得到负三角波。
4、通过运放减法器将要检测的电压Vin与3产生的负三角波相减得到Vout再用单片机ADC检测。
说明：
1、12位AD,4900mV参考电压，分辨率=4900/4095=1.1963mV
4倍=4.785mV,30MHz单片机用DMA可做到ADC频率=30000/26/2=576.923KHz,
256次采样频率=576.923K/256=2.2536KHz，80%PWM，采样频率=2.2536KHz*80%
=1.80288KHZ
要产生三角波为：幅值4.785mV,频率1.80288KHZ,占空比80%；
每次ADC采样64*4=256次，可达18位精度。
需要3个IO口,1个AD口，1个15位PWM,1个频率1.80288KHZ80%PWM口。

2、18位精度，幅值4.785mV校准：测内部1.19v，上升沿ADC一共检测256次，
4倍LSB，每1LSB检测64次，下降沿不用。上升沿开始时用DMA检测AD256次,取中间AD值统计次数n，
如果三角波幅值=4.785mV时，有n=64，为了准确连测10次n相加和为m。如果m不等于640，
取PWM新=PWM旧*m/640，延时400ms等稳定后再校准，重复直到m=640±2；m越接近640越准确。

3、为了保证精度4级低通滤波RC比较大，三角波需要400ms才稳定，三角波稳定后，待检测电压Vin
是通过运放与三角波相减，很快就能够稳定不需要额外稳定时间，理论上检测频率可以达到1.80288KHZ。

4、三角波的最低电压设置为十几mv，当检测电压Vin=0时，ADC实际检测电压为十几mv，
规避了ADC在0mv附近不准确问题。

5、下面是仿真图：
file:///C:/Users/Administrator/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg
file:///C:/Users/Administrator/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg

JackL***

向高手学习

hhh***

简单来说就是在输入电压Vin上叠加了一个幅值=4LSB（最小值约=十几mV，最大值=最小值+4LSB），使用时要先检测0V时AD值，输入0V，用DMA连续测量256次AD，0V时AD值A0=256次AD值之和/4，其他电压的AD值：An=实际256次AD值之和/4-A0；

late***

向高手学习

N***

有没有实测

梁***

我的ADC过采样方案是加入三角波而不是白噪声。
三角波幅度可控，也不需要精确控制，
因为是对称叠加并且是与采样同步的，
所以三角波会在计算中被抵消（可以认为是平均值滤波）。
过采样可以增加分辨率，也可以超过16bit，
但精度取决于硬件。

咫尺***

学习了

zhao***

学习了