使用了这么长时间的ADC，却从未深入了解过ADC的内部原理以及如何获得最佳的精度。今天偶然看到了一篇ST的官方文档，其中详细介绍了这些内容，我觉得非常不错，因此在这里整理分享给大家。

SAR ADC的内部结构

STM32微控制器中内置的ADC采用了SAR（逐次逼近）原理，通过分多步进行转换。转换步骤的数量等于ADC转换器的位数。每个步骤都由ADC时钟驱动，而每个ADC时钟周期则对应于输出结果中的一位。ADC的内部设计基于切换电容技术。

下图展示了SAR切换电容ADC的基本原理（以10位ADC为例）。尽管此示例仅展示了逼近的前几步，但实际过程会持续直至达到最低有效位（LSB）。

[此处插入对应的示意图]

深入理解ADC的内部结构和工作原理对于实现最佳精度至关重要。SAR ADC通过逐次逼近的方式逐渐接近被测量的模拟信号值，并将其转换为数字表示。ADC的精度和性能直接受到其内部电路设计的影响，因此了解其工作原理能够帮助我们更好地配置和优化ADC，以满足特定应用的需求。

带数字输出的ADC基本原理图

采样状态

电容充电至电压VIN，Sa切换至VIN，采样期间Sb开关闭合。

输入断开，电容保持输入电压。Sb开关打开，然后S1-S11切换至接地且Sa切换至VREF。

1）第一个逼近步骤：S1切换至VREF，VIN与VREF/2比较。

2）如果MSB = 0，则与¼VREF进行比较；S1切换回接地，S2切换至VREF。

3）如果MSB = 1，则与¾VREF进行比较；S1保持接地，S2切换至VREF。

重复如上步骤，直到LSB为止。

可以简单理解为二分法逐次进行输入电压与参考电压的比较。首次与VREF/2比较，下次比较根据上次比较结果决定；如果MSB=1，则与¾VREF比较；如果MSB=0，则与¼VREF比较；后面决定与1/8VREF 3/8VREF、5/8VREF、7/8VREF之一做比较，循环直到输出LSB为止。

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