AD转换基准电压总结(飞思卡尔电磁组)

基准电压总结

通常AD/DA芯片都有两个电压输入端，一个是Vcc，一个是Vref，上图所示的芯片是DAC0832，Vcc是芯片的工作电压，Vref是DA转换的基准电压，AD/DA芯片对Vcc 的要求不是很高，但对基准电压Vref的要求就比较高。

S12的VRH引脚就是AD转换的基准电压输入端，在最小系统板上通过0Ω电阻和Vcc连在了一起。

一、什么叫基准电压

我们知道，AD/DA转换时需要一个电压参考值，而且要求这个参考值要稳定，这个稳定的电压参考值就叫做基准电压。比如AD（8位）转换时，假设参考电压时5V，输入量是2V，则转换后得到的数字量就是(2/5)*255=102。

二、智能车制作过程中遇到的问题

最开始我们组是利用LM2940稳压芯片输出的5V电压作为S12芯片内部AD转换的电压参考值，但采集回来的电磁信号AD值时常出现跳变，为什么？经过排除其他原因后，我们发现原因就在于基准电压不稳定，夸张地举个例子（8位AD），假设参考电压是5V，采集到的电磁模拟信号是2V，那么得到的数字量是102，但是由于某种原因参考电压突然变为4V，那么得到的数字量就突变为127，转换不准确，使得S12单片机产生误动作，要是时常发生这类突变，后果可想而知，车子根本跑不了！！！

三、LM2940与MC1403芯片

通过上面举的例子，我想说的是，LM2940输出的5V电压并非稳定，因为LM2940属于功率型稳压芯片，就是说其输出的电压会受流过LM2940的电流的影响，电流短时间发生较大变化时，其输出电

压也会相应发生变化（1V以内，典型值是0.5V），由于挂在LM2940上的负载较多，电流值变化较大，也就是说输出电压也会变化，而AD转换需要的却是一个稳定的参考电压，显然LM2940无法满足这个条件，因此AD值跳变是肯定的；

那么用哪个芯片作为基准电压更为恰当呢，答案肯定是有很多的，我们后来采用的芯片是MC1403，其输出电压很稳定，输出电压值为2.5V，关键在于即使输入电压变化较大，MC1403的输出误差也在1%以内，显然这可以满足我们AD转换所需基准电压的要求。下图是MC1403芯片的一个简介。

但是，2.5V作为基准电压显然是太低啦，因此我们需要对其进行升压，利用运算放大器的放大功能，采用的运算放大器是LMV358，电路图如下：

图中VRH为S12芯片的AD转换参考电压输入引脚，在最小系统板上通过0欧姆电阻与S12芯片的电源输入端VCC相连，把0欧姆电阻去掉就可以使用LMV358输出的精准电压啦。那么升压后的电压多少才合适呢？升为5V？

肯定是不能升为5V的，升到5V的话就跟使用LM2940作为基准电压的效果是一样的，我们知道，运算放大器工作分为线性放大区和饱和区，工作在线性放大区时，VRH=（1+R11/R10）*2.5，输出电压与LMV358工作电压VCC无关，工作在饱和区时，VRH=VCC=DC5V，此时LMV358也就失去了线性放大的作用，VRH 还是会跟随LM2940输出电压变化，所以我们把VRH定为4V （LM2940的输出电压不会低于4V），也可以定为4V以下，这样LMV358就工作在线性放大区，AD转换的基准电压VRH就精准啦，也就消除了AD值跳变。

电磁组：李旺旺