MCU ADC输入引脚需要串联电阻吗？为何呢？

小太阳yy

MCU ADC输入引脚需要串联电阻吗？为何呢？ [复制链接]

 

MCU ADC输入引脚需要串联电阻吗？为何呢？

 

像下图所示的电路，R1的作用是什么呢？ IC输出一个电流，给MCU，转换成电压，被MCU识别，

我想问这个MCU得AD输入引脚是高阻态状态吗？有很大的内阻，相当于断路？

那为啥还要加R1呢？本身就有很大内部电阻了，为啥还需要串联一个电阻呢

 

maychang

串联这么个电阻，对AD输入引脚有保护作用：万一输入信号过高超出允许范围呢？

不过，该电阻会分掉一部分输入电压，所以电阻数值不能太大。该电阻允许多大数值，手册中会有说明。

littleshrimp

可以起到保护作用，如果右侧有对地电容还可以起到滤波作用。

小太阳yy

maychang 发表于 2022-3-15 21:03 串联这么个电阻，对AD输入引脚有保护作用：万一输入信号过高超出允许范围呢？ 不过，该电阻会分掉一部分 ...

我不理解为什么会分掉一部分电压，MCU的输入接口不是高阻态吗 相当于开路状态， 那如果是开路的话，串联的电阻怎么会分分掉一部分电压呢？

小太阳yy

littleshrimp 发表于 2022-3-15 23:48 可以起到保护作用，如果右侧有对地电容还可以起到滤波作用。

是的，起到保护的作用，能详细说说吗 详细说一下MCU的这个接口 怎么需要保护的？

maychang

小太阳yy 发表于 2022-3-16 11:52 我不理解为什么会分掉一部分电压，MCU的输入接口不是高阻态吗 相当于开路状态， 那如果是开路的话，串联 ...

AD引脚输入电阻不是无穷大，而是有限值。

很多AD引脚内部有个采样-保持电路，若有采样-保持电路而采样-保持电路前面又没有跟随器，那么AD引脚的输入电阻就更小了。

littleshrimp

小太阳yy 发表于 2022-3-16 11:53 是的，起到保护的作用，能详细说说吗 详细说一下MCU的这个接口 怎么需要保护的？

ADC内部都会有钳位保护电路，一般几毫安不等，如果没有电阻，输入电流过大就会损坏，串联电阻可以起到限流作用。

chunyang

此处的电阻为特殊情况下才用到的保护电阻，仅在某些电流源性质的信号源时才需要加。电压源性质的信号源不需要加，甚至不能加。某些电流源信号可能在R2上产生高于ADC准许的输入电压（也包括R2开路的情况），而通常CMOS器件的输入会设置内部钳位，如果电流源的驱动能力足够，一旦电压过高就可能会摧毁IO，而串入电阻限制住电流即可避免这种风险。

不过，现在的ADC虽然基本上都是CMOS器件，静态输入阻抗确实不低，但ADC的原理决定了存在输入采样，很多情况下这会导致ADC的等效输入阻抗大幅下降，即ADC正常工作时的输入阻抗往往不算高，串入电阻会造成额外的误差，需要做补偿算法，所以能不串尽量别串。

 

Fred_1977

可以串一个小阻抗电阻，提高采样信号的稳定性，理论上是不需要电阻的，但是一款产品实际量产时，要的是可靠性，稳定性。

小太阳yy

Fred_1977 发表于 2022-3-16 19:47 可以串一个小阻抗电阻，提高采样信号的稳定性，理论上是不需要电阻的，但是一款产品实际量产时，要的是可靠 ...

这个电阻肯定需要串联的 它是存在保护作用的

小太阳yy

chunyang 发表于 2022-3-16 15:58 此处的电阻为特殊情况下才用到的保护电阻，仅在某些电流源性质的信号源时才需要加。电压源性质的信号源不需 ...

我还需要在学习一下

Fred_1977

在电路的实际设计过程中会遇到很多现实问题，如系统源的干净度，比如底噪，电流电压波动呀，周边信号的干扰呀都要考量的，所以串一个电阻是有利于降低这方面的影响，在很多实际应用场合可能还要并一个电容，

小太阳yy

chunyang 发表于 2022-3-16 15:58 此处的电阻为特殊情况下才用到的保护电阻，仅在某些电流源性质的信号源时才需要加。电压源性质的信号源不需 ...

是的，我这个输出的就是电流源信号，输出的是电流 ，然后通过R2转换成电压 被MCU识别，是电流大了会损坏I/o,还是电压高了会损坏I/O呢？还是都会损坏？那就是说既要限制电流又要限制电压是吗？CMOS器件内部有电压钳位？ 那我还需要外加二极管吗？只加一个限流电阻就可以是嘛

 

maychang

小太阳yy 发表于 2022-3-17 08:19 我还需要在学习一下

『我还需要在学习一下』

“在” 应为 “再”。

maychang

小太阳yy 发表于 2022-3-17 08:19 我还需要在学习一下

如果还没有想明白，那就看看手册。

下面是Atmega8单片机说明书中AD转换部分截图。

第一幅图片中说 “ADC包括一个采样保持电路”。

maychang

小太阳yy 发表于 2022-3-17 08:19 我还需要在学习一下

第二幅图片，红色部分说 “必须通过一个串联电阻驱动……”。蓝色部分说这个电阻应该小于10千欧。

小太阳yy

maychang 发表于 2022-3-17 13:33 第二幅图片，红色部分说 “必须通过一个串联电阻驱动……”。蓝色部分说这个电阻 ...

老师，我想问MCU的ADC输入引脚 是不是处于高阻态的状态呢？也就说相当于断路，要不然电压没有办法计算呀

maychang

小太阳yy 发表于 2022-3-17 18:55 老师，我想问MCU的ADC输入引脚 是不是处于高阻态的状态呢？也就说相当于断路，要不然电压没有办法计算呀 ...

15楼和16楼已经说得很清楚了。ADC引脚内部有采样-保持电路。采样-保持电路在采样阶段需要输入电流(为电容充电或者放电)，当然不能是高阻态。在保持阶段(也就是AD转换阶段)，是高阻态。

se7ens

一般都会考虑输入短路风险，串个电阻保险点

而且ADC内部没有钳位的话不串个电阻很容易导致MCU损坏

电阻的选择一般也会考虑输入电流的限制

如果搭配ADC外部电容的话也可以起到滤波作用（LPF）

Gen_X

作为标准的输入ADC设计，只要是外电路的“信号”就需要有保护措施，不限于仅仅是一个串联电阻。

当然，以上大老都说的对，这个电阻不可能大于1K，建议至少几十欧姆到200欧姆。