将ADC Bins转换为电压

Question

假设我有一个12位模数转换器（4096个分档）。让我们说我有0到5伏的信号。

将ADC分档转换为伏特的正确转换公式是什么？

V = ADC / 4096 * 5

或

V = ADC / 4095 * 5

我是否除以4096因为ADC中有4096个二进制位？

或者我除以4095，因为这是ADC返回的最高值？

Answer 1

Brian关于检查ADC数据表的建议是理想的。但！假设您的最大电压（5V）等于最大ADC输入（12位= 4095），以下转换应该对您有用：

const float maxAdcBits = 4095.0f; // Using Float for clarity
const float maxVolts = 5.0f;      // Using Float for clarity
const float voltsPerBit = (maxVolts / maxAdcBits);

float yourVoltage = ADCReading * voltsPerBit;

用Excel快速检查数学使我相信这是正确的。

Answer 2

ADC 的规范应该确定以12位表示5V的表示方式。

我怀疑4095对应5V，因此你的第二个解决方案是正确的。否则你将永远无法正确识别5V信号。

Answer 3

对于12位值，最大可表示值为4095，但当然总共有4096个值（包括零）。假设您的ADC是线性的，那么是，4095相当于满量程。这不一定是5V，但无论您的参考电压等于 OR 超过该电压的值（当然）。

Answer 4

你想要挑剔吗？如果你真的想要挑剔，那么你还应该考虑每个“bin”代表一小部分值（在你的情况下约为1.2 mV）。因此，当您转换为电压值时，是否要返回箱子中间或箱子下边缘的电压值？也就是说，您想要在报告的值中有效地“截断”或“舍入”吗？

此外，ADC的步骤可能是均匀的（线性的），但要注意ADC在该范围的两个末端处对二极管的作用。那些箱子的宽度可能是其他箱子的一半。这取决于ADC，因此请查看规格。

这种担忧是否重要取决于您的申请。

Answer 5

V = ADC / 4096 * 5

是将数字值转换回模拟电压（近似值）的正确公式。

这是根据Walt Kester编辑的数据转换手册（Newnes，2005）， 并于（截至2018/10/18）于：

https://www.analog.com/en/education/education-library/data-conversion-handbook.html

特别参见第2章的图2.4和2.5：

在您的情况下，FS为5 V.（当然，您使用的是12位ADC，而不是3位ADC。）请注意，即使ADC值是最大可能值（4095 in您的情况），相应的模拟电压将略小于“满量程”电压（在您的情况下为5 V）。