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为什么独立 ADC 不可替代?这四大优势是关键!

2025-07-16

现代微控制器(MCU)中常常集成了模数转换器(ADC),独立 ADC 似乎正慢慢退出舞台。

其实不然,对于从事工业、仪器仪表和嵌入式应用的系统设计人员来说,独立 ADC 仍然是设计中不可或缺的组件,因其在性能、布局灵活性和设计简洁性方面具有集成解决方案无法比拟的优势。


一、独立 ADC 的四大优势

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许多嵌入式系统都需要监控实际信号,例如电压、电流、温度以及模拟传感器的输出。尽管集成 ADC 能够处理基本任务,但当设计需要某些高级功能时,它们可能会力不从心,例如:

  • 更佳信号保真度

  • 直接转换控制

  • 额外的 ADC 通道

  • 更靠近传感器的布局和走线优化

独立 ADC 则能够满足上述功能需求,它可以降低数字噪声耦合、提供转换控制专用引脚,还可以灵活布局。下文将逐一进行讲解:

1

噪音隔离和信号精度
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集成 ADC 最大的缺点是它们靠近 MCU 内部的高噪声数字电路。基板噪声或电源干扰带来的内部耦合会降低敏感模拟测量的精度。而分立式 ADC 则在物理上靠近信号源放置,降低了潜在的噪声污染。这在高精度、小信号或恶劣环境中尤为重要,例如工业过程控制和数据采集等应用。

2

直接控制和更多通道
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采用独立 ADC 让设计人员可以选择最适合被测信号的分辨率、速度和架构。而且通常情况下,独立   ADC 能为每次转换提供直接时序控制,还可轻松扩展可用 ADC 的通道数量,而无需配置复杂或昂贵的微控制器。当需要新增采样点,且当前的电路板空间有限,上述优势可以大大缩短修改设计的时间。

3

灵活放置以实现最佳性能
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在许多需要监控电路板健康状况的应用中,模拟信号源(例如分流器、温度传感器或电压轨)通常远离系统 MCU。传递低电平模拟信号经电路板至中央 MCU 可能会引入噪声并降低测量精度。而一个小巧独立的 ADC 则可以被放置在紧靠信号源的位置,使模拟信号的走线尽可能缩短,而 ADC 输出的数字信号却对噪声影响并不怎么敏感,即使走线很长,到达 MCU 前需要穿越整块电路板也没关系。

4

简洁的设计选择
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采用独立 ADC 还可以大大简化整体系统设计。独立 ADC 能够增强性能,集成基准电压源、可配置增益放大器、缓冲器、跨阻放大器、激励源或温度传感器,从而更能满足被测模拟信号的需求。独立 ADC 大多都内置基准电压源、前端信号调理、串行外设接口(SPI)或 I²C 数字接口,并且配置要求极低。设计人员可以根据具体应用需求选择合适的 ADC。


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