F4的ADC和DAC性能问题

XXDJ

自己设计的板子回来了，调试了一下，F4的ADC和DAC遇到点小问题。

用F4设计的电路板和以前设计的电路板基本一样，除了更换了MCU，以前用的是C8051F021。因为新产品要求响应速度快，所以将MCU进行了升级，所以应该很有对比性。

首先说说ADC，调试过程中发现F4的ADC采集不稳，会跳动，配置是单ADC（双ADC独立也试过），扫描模式，连续模式，DMA循环模式，使用外部参考电压LM4132。观察采集到的数值，会跳动，比如采集零电压，采集到的数据会在0x0000到0x0007之间变化，偶尔会跳到0x000A。而观察C8051F021的采集数值（单片机本身内部自带参考电压），基本就是0x0000和0x0001变化，偶尔0x0002。网上也有反应F4的ADC采集不稳的情况。没有FSMC之类的应用。

再来说说DAC，调试过程中发现在上电时，DAC会有脉冲电压，约1.6V，用示波器观察外部跟随器的输出。将F4的DAC内部缓冲打开关闭都一样有脉冲。如果用示波器直接测DAC的输出管脚，则脉冲只有几十mV。所以用一个电阻将DAC的输出管脚接地，这时上电测量跟随器的输出，就没有脉冲电压了，但这个电阻会影响输出的电压值，会拉低一点，跟阻值大小有关。C8051F021的DAC输出也要接一个电阻到地，没有这个电阻会有一点脉冲电压，但是只有几十mV。

目前只能对ADC做一些耗时的软件滤波了，看最终完成的产品能不能达到响应速度要求。

对F4的模拟性能有点失望，不知是软件设计问题，还是F4本身的问题，还是PCB布板问题。个人觉得跟软件设计应该没有关系，用原子的例程和官方的例程都一样跳动；也许跟PCB布板有点关系，但是除了MCU不同外，C8051F021款和F4款，布局都一样，还是4层板；所以F4硬件本身问题可能性更大。

从F4的管脚排布来看，因为要兼顾功能复用，造成模拟功能和数字功能管脚复用，还有模拟部分还夹杂一些数字电源管脚，如LQFP144封装中，pin30，pin38，pin39就夹杂在模拟管脚之间，这对分割数字和模拟部分造成了困难。这种功能复用和管脚排布，芯片内部的布线估计有点乱，肯定会对模拟性能有一定的影响。

不知有没有大虾有高招解决ADC采集问题？

 

xuande

但凡ADC，电源电压稳定性、参考电压稳定性对结果的影响都很大，这是设计的重点。
所以，CPU的模拟供电端要加强滤波，比如串磁珠、再加 0.1u 和 1u 甚至 10u 电容；
参考电压，噪声越低越好。我常用ADR421系列（当然不是用在STM32F上面），电压噪声只有1uv p-p，而LMV4132达到200uv，似乎很大。
PCB的影响不好说，要贴电路图和PCB图。
另外，加屏蔽、输入保护环，都有好处，效果多少就不好说了。

LZ现在的结果，应当也算正常吧。
ST、MAXIM都不是模拟见长的公司，AD 差点都属正常。
加了上面的措施，精度应当可以提高1~2bit。
如果不能接受，恐怕要考虑外加AD了。

DAC，对你说的上电脉冲不了解，不多说。

正点原子

F4的ADC性能确实是不如F1的，这个我也发现了，F1接GND，基本就是0,F4就是楼主说的情况了。
DAC倒是没有做楼主这样的测试，去观测上电波形，没有解决办法。

这两个，楼主去看看ST官方的参考资料，看看有没有什么建议吧。
www.stmcu.org，去找找ad/DA方面的文档

wgco

回复【2楼】xuande:
---------------------------------
你好，觉得你对AD了解的很深入，想问问外接AD有什么推荐的AD转换芯片吗？

xuande

回复【4楼】wgco:
---------------------------------

选器件要根据自己的情况，整体考虑：输入信号范围，单极性还是差分，通道数量，采样频率要求，接口，都是变数。

举出我常用AD：16位ADS1100，24位ADS1255，18位LTC2328（贵）。

wgco

回复【5楼】xuande:
---------------------------------
好的，谢谢！

静

AD8568