本文档“Understanding and Minimising ADC Conversion Errors”由STMicroelectronics发布，旨在解释模拟数字转换器（ADC）的各种错误及其相关技术，帮助应用开发者最小化这些错误。文档首先介绍了ADC的重要性，即它作为一个重要的微控制器外围设备，将模拟世界与数字世界连接起来。以ST7微控制器中的ADC为例，文档解释了这些原则同样适用于其他ADC。整体系统设计对提高ADC转换精度至关重要，因此开发前需要进行仔细的准备工作。影响ADC精度的因素很多，包括PCB布局、电压源、I/O开关和模拟信号源阻抗等。
在解释ADC的相关术语之前，文档首先阐明了什么是ADC，即模拟数字转换器。然后介绍了ADC的各个组成部分，包括模拟输入引脚、模拟多路复用器、采样保持电路、控制模块以及模拟电源和参考电压。了解ADC的工作原理和术语对提高其性能至关重要。
文档接着讨论了影响ADC性能的误差类型，包括偏移误差、增益误差、微分线性误差、积分线性误差和总未调整误差等。为了最小化这些误差，文档提出了PCB布局的建议，并分析了不同电源模式对ADC的影响。
整体而言，文档详细地介绍了如何理解和最小化ADC转换错误，以便开发者可以在各种应用中优化ADC的性能。具体来说，它包括以下知识点：
1. ADC简介：ADC是一种微控制器外设，负责将模拟信号转换为数字信号。它的精度直接影响系统的质量和效率。
2. ADC组成：
- 模拟输入引脚：允许模拟信号输入到ADC。
- 模拟多路复用器：选择哪个模拟信号被送入ADC进行转换。
- 采样保持电路：在转换过程中保持输入信号稳定。
- 控制模块：负责整个转换过程的控制。
- 模拟电源和参考电压：为ADC提供稳定的工作环境。
3. ADC术语：
- 参考电压：ADC转换过程的基准。
- 分辨率：ADC能区分的最小信号变化。
- 量化误差：由于分辨率限制导致的转换误差。
- 单调性：ADC输出信号随输入信号线性增长的特性。
- 单极性与双极性ADC输入：决定输入信号是否可以取正值、负值或两者。
- 硬件平均：提高转换精度的一种方法。
- 采样定理：指导ADC采样频率选择的规则。
4. 错误源：
- 电源噪声：干扰ADC精度的电源杂波。
- 电源稳压：影响ADC电源稳定性。
- 模拟输入信号噪声：信号本身带有的杂波。
- 模拟源阻抗：影响信号传输和ADC采样的因素。
- 源电容效应：影响采样精度。
- 注入电流效应：影响输入信号的干扰。
- I/O引脚串扰：邻近引脚信号干扰。
- EMI诱导噪声：电磁干扰对ADC精度的影响。
5. ADC转换器误差类型：
- 偏移误差：转换开始时的固定误差。
- 增益误差：转换范围与理想值之间的差异。
- 微分线性误差：连续两个输出码之间的差异。
- 积分线性误差：输出码与理想值之间的累积误差。
- 总未调整误差：综合所有误差因素的总误差。
6. PCB布局建议：为了最小化电磁干扰和信号串扰，改善信号完整性和稳定性，提出了改善PCB设计的建议。
7. 功率节省模式对ADC的影响：分析了在不同的功耗模式下，如何保持ADC的性能。
8. 相关文档：提供了可能对进一步了解有帮助的参考文档。
文章最后提到了ST7微控制器，这表明其内容适用于ST7系列，但所阐述的原理和技术同样适用于STMicroelectronics的其他微控制器系列，如STM32系列。在进行微控制器开发时，理解ADC的转换原理和误差来源，并应用相关的最小化技术，对确保应用系统的性能和精度至关重要。
