之前網上下載的過采樣文檔給有需要的人。
AN018 用過采樣和求均值提高 ADC 分辨率
引言
很多應用需要使用模/數轉換器 ADC 進行測量 這些應用所需要的分辨率取決于信號的動態范圍 必須測量的參數的最小變化和信噪比 SNR 因此 很多系統使用較高分辨率的片外ADC然而也可以通過使用一些技術來達到較高的分辨率和SNR 本應用筆記介紹用過采樣和求均值的方法來提高模數轉換的分辨率和SNR 過采樣和求均值技術可以在不使用昂貴的片外ADC的情況下提高測量分辨率
本應用筆記討論如何使用過采樣和求均值的方法來提高模/數轉換 ADC 測量的分辨率 另外 本文最后的附錄A B和C分別給出了對ADC噪聲的深入分析 最適合過采樣技術的ADC噪聲類型和使用過采樣和求均值技術的示例代碼
關鍵點
可用過采樣和求均值技術提高測量分辨率 不必采用昂貴的片外ADC
過采樣和求均值對SNR和測量分辨率的改善是以增加CPU時間和降低數據吞吐率為代價的
對于白噪聲的情況 過采樣和求均值可以改善信噪比
數據轉換器噪聲源
ADC 轉換時可能引入很多種噪聲 例如 熱噪聲 雜色噪聲 電源電壓變化 參考電壓變化由采樣時鐘抖動引起的相位噪聲以及由量化誤差引起的噪聲 由量化誤差引起的噪聲通常被稱為量化噪聲 這些噪聲源的噪聲功率是可以變化的 有很多技術可用于減小噪聲 例如 精心設計電路板和在參考電壓信號線上加旁路電容 但是 ADC 總是存在量化噪聲 所以一個給定位數的數據轉換器的最大 SNR 由量化噪聲 不使用過采樣技術時 定義 在正確的條件下 過采樣和求均值會減小噪聲和改善 SNR 這將有效地提高測量分辨率的位數 圖 1 所示的系統可以用 Cygnal 的片內ADC 和一個軟件子程序來實現 軟件程序先采樣一組樣本 然后求這些樣本的平均值 濾波 而得到結果
提高 ADC 測量的分辨率
很多應用需要測量大動態范圍的信號值 還可能需要用高分辨率測量某個參數的微小變化 例如 ADC 要測量很大的溫度范圍 還要求系統對小于 1 度的變化做出響應 這樣的系統可能需要16 位的測量分辨率 使用 Cygnal 的片內 12 位 ADC 并采用過采樣和求均值技術即可達到以 16 位分辨率測量某個參數的目的 而不必使用昂貴的片外 16 位 ADC
某些應用要使用 ADC 分析帶有高頻成分的信號 這樣的系統也會從過采樣和求均值技術受益根據奈奎斯特定理 所要求的采樣頻率為奈奎斯特頻率
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下面是stm32的過采樣資料：
Improving STM32F101xx and STM32F103xx
ADC resolution by oversampling
Introduction
The STMicroelectronics Medium- and High-density STM32F101xx and STM32F103xx
Cortex™-M3 based microcontrollers come with 12-bit enhanced ADC sampling with a rate
up to Msamples/s. In most applications, this resolution is sufficient, but in some cases where
higher accuracy is required, the concept of oversampling and decimating the input signal
can be implemented to save the use of an external ADC solution and to reduce the
application consumption.
This application note gives two methods to improve ADC resolution. These techniques are
based on the same principle: oversampling the input signal with the maximum 1 MHz ADC
capability and decimating the input signal to enhance its resolution.
The method and the firmware given within this application note apply to both Medium- and
High-density STM32F10xxx products. Some specific hints are given at the end of the
application note to take advantage of the Medium- and High-density STM32F103xx
performance line devices and of the High-density STM32F101xx access line devices.
This application note is split into two main parts: the first one describes how oversampling
increases the ADC-specified resolution while the second describes the guidelines to
implement the different methods available and gives the firmware flowchart of their
implementation on the STM32F101xx and STM32F103xx devices.
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