文章目錄
- 摘要
- AD采集電路1
- AD采集電路2
- R77的真正作用是什么？
- 理想與現實：為什么通常可以忽略R77的影響？
摘要
AD采集
AD采集電路1
這是個人畫的簡化后的AD采集電路
這是一個AD檢測電路，R1是一個可變電阻，R2是根據R1的常用值，進行匹配。
這樣R1產生變化， 紅色節點就會產生電壓變化，從而有不同的電壓信號，那么我們AD采樣的就是這個地方的電壓，將這個電壓信號傳輸到新品啊內部的這個電路，然后進行分析比較當前的電壓變化。
主要問題在于R3什么時候起到保護作用，例如在群脈沖的時候或者靜電的如果是在R1這一側，如果沒有R3那么這些群脈沖或者靜電的產生的電流就會直接灌輸到這個芯片內部，從而損壞芯片。此外，電路中的充電電流 I=（電源電壓-電容兩端電壓）/電路中的電阻， 因此雖然B這一個分支也會有電流產生，但是由于內部的阻抗非常大，導致電流很小，那么R3兩端的電壓非常小，就可以忽略不計，還是要從這個角度去分析，是合理的。
至于下面這個電容就是起到濾波作用。
AD采集電路2
這是另外一個AD采集電路
R77的真正作用是什么？
既然R77不影響分壓，那為什么要設計它呢？它的存在是為了解決ADC采樣時的實際問題：
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?限流保護 (Current Limiting)??：
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MCU的ADC輸入引腳內部是非常精密且脆弱的電路。如果外部有瞬間的高壓或靜電（ESD）涌入，極易造成永久性損壞。
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R77（1kΩ）串聯在信號路徑上，就像一個“水壩”，能極大地限制可能涌入ADC引腳的峰值電流，起到保護作用。
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?構成低通濾波器 (Low-pass Filter)??：
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R77和C50共同構成了一個RC低通濾波器。
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?濾波器的截止頻率 (f_c) = 1 / (2π * R * C) = 1 / (2 * 3.14 * 1000 * 100e-9) ≈ 1592 Hz?
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這個濾波器的作用是濾除高頻噪聲。溫度信號是變化非常緩慢的信號，而環境中存在的大量高頻電磁干擾（如電源噪聲、MCU自身數字電路開關噪聲、射頻干擾等）會被這個濾波器有效衰減，使得輸入ADC的信號更干凈、更穩定，從而提高測量精度。
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理想與現實：為什么通常可以忽略R77的影響？
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?理想情況?：如果R77后面的電路（MCU的ADC輸入阻抗）是無窮大，那么就不會有任何電流流過R77。根據歐姆定律（U = I * R），電流I為0，則R77兩端的電壓降也為0。因此，采樣點B的電壓
V_B將完全等于分壓點A的電壓V_A。 -
?實際情況?：MCU的ADC輸入阻抗并非無窮大，但在采樣時通常非常大（例如在1MΩ量級）。與R77的1kΩ相比，1MΩ要大了三個數量級（1000倍）。
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?根據分壓原理，R77和ADC輸入阻抗（R_adc）又會形成一個分壓器：
V_B = V_A * (R_adc / (R77 + R_adc))-
因為
R_adc (≈1,000,000Ω) >> R77 (1,000Ω)，所以(R_adc / (R77 + R_adc)) ≈ 0.999。 -
這意味著
V_B ≈ 0.999 * V_A，?R77僅造成了0.1%的測量誤差，這在很多應用中是完全可以接受的。
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?結論：??
?R77不參與和影響RT1/R64的分壓計算。?? 它的作用是保護ADC引腳和濾波。由于ADC的高輸入阻抗，R77對采樣電壓造成的衰減極小，在工程實踐中通常可以忽略不計。因此，在計算溫度時，我們完全可以直接使用 V_A = 3V3 * (RT1 / (R64 + RT1))這個公式，仿佛R77不存在一樣。
計算參考鏈接
單片機ADC機理層面詳細分析（一）
單片機ADC采集機理層面詳細分析（二）
信號從前級電路傳遞到后級電路，本質上是電壓和電流的傳遞。兩者之間的阻抗關系，直接決定了信號傳遞的質量：
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?期望的阻抗關系（電壓信號傳輸）??：為了最大限度地傳遞電壓信號，我們希望 ?前級電路的輸出阻抗 (Z_out) 遠小于 后級電路的輸入阻抗 (Z_in)?，即 ?Z_out << Z_in?。
- ?為什么？?? 這可以最大限度地減少負載效應?（Loading Effect）。后級的高輸入阻抗意味著它只從前級汲取很小的電流，幾乎不會對前級造成負擔，從而確保前級的輸出電壓能幾乎無損耗地傳遞到后級的輸入端。
-
?阻抗失配的后果?：如果后級輸入阻抗過低，它會從前級汲取過多電流，導致前級輸出電壓被拉低，信號幅度衰減，測量或處理結果就會出現誤差。這在ADC讀取外部電壓時是常見問題，若信號源輸出阻抗較大而ADC輸入阻抗較小，會產生分壓，導致測量誤差。
理解并處理好輸出阻抗和輸入阻抗的關系非常重要：
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?核心原則?：?Z_in (本級) >> Z_out (前級)?? 以保證獲取最大輸入電壓；Z_out (本級) << Z_in (后級)?? 以保證輸出電壓能穩定地驅動后級。
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?并非總是“越大越好”或“越小越好”??：雖然電壓傳輸中追求高輸入阻抗和低輸出阻抗，但在功率傳輸?（如射頻電路、揚聲器驅動）時，為了最大化功率傳輸，常需要阻抗匹配，即負載阻抗等于信號源內阻?（Z_load = Z_out）。此外，對于電流驅動型電路，輸入阻抗越小越好。
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?高頻領域的特殊性?：在高頻電路中，還需考慮傳輸線的特性阻抗匹配，否則會引起信號反射，導致波形失真、振蕩和輻射干擾等問題。
想象一下音頻系統：
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?麥克風（較高輸出阻抗）?? 連接到 ?前置放大器（非常高輸入阻抗）??：前置放大器的高輸入阻抗 >> 麥克風的輸出阻抗，麥克風微弱的信號電壓幾乎無損耗地進入前置放大器。
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?前置放大器（低輸出阻抗）?? 連接到 ?功率放大器（較高輸入阻抗）??：前置放大器的低輸出阻抗 << 功率放大器的輸入阻抗，信號電壓穩定傳遞。
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?功率放大器（極低輸出阻抗）?? 連接到 ?揚聲器（如8Ω）??：功率放大器的低輸出阻抗 << 揚聲器阻抗，能提供大電流有效驅動揚聲器，且控制力好。
另一個常見例子是單片機ADC采樣?：
若用電阻分壓測量較高電壓，分壓電路的總阻抗若與ADC輸入阻抗（如10kΩ）可比擬，就會因負載效應導致測量誤差。解決方法通常是使用電壓跟隨器?（運算放大器構成），其輸入阻抗極高?（幾乎不取電流），?輸出阻抗極低?（帶載能力強），完美隔離前后級，確保測量準確。
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