AVCC 电源经过串联的 5欧姆电阻和后续并联的 22uF 及 0.1uF电容组成的 R/C滤波网络滤波效果如何如 10KHz / 100KHz / 1MHz / 10MHz / 20MHz / 30MHz / 40MHz / 50MHz /100MHz / 200MHz 的电源干扰效果如何 从 AVCC消耗电流的电流分2部分1MCU内部的ADC 1mA以下实际0.8mA2, 外部ADC参考源TL431B的消耗电流是 2.5mA5Ω 22μF//0.1μF RC 滤波网络滤波效果详细分析一、电路拓扑根据手册21.5.3 高精度ADC参考线路图有独立AVcc和AGnd章节该网络位于系统电源到 AVcc 的路径上系统电源 Vin → Power On开关 → 5Ω ─┬──→ AVcc给MCU内部ADC供电 │ ┌─┴─┐ │22μF│ 0.1μF (104) │电解│ └─┬─┘ │ GNDADC模拟地同时TL431B 基准源的供电也取自 AVcc经 1kΩ 电阻因此该 RC 网络同时为MCU内部ADC和外部TL431基准源提供滤波后的电源。二、负载条件据论坛帖子楼主提供数据负载电流MCU内部ADC模拟电路 1 mA实际约 0.8 mATL431B 基准源约 2.5 mA总负载电流约 3.3 mA三、截止频率计算这是一个一阶RC低通滤波器-3dB 截止频率公式1. 22μF 电容通道主导低频段2. 0.1μF 电容通道主导高频段3. 并联电容的合成阻抗特性两个电容并联后整体滤波特性为两段式滚降 1.45 kHz通带基本无衰减1.45 kHz ~ 318 kHz22μF 主导以-20dB/dec滚降 318 kHz0.1μF 主导继续以-20dB/dec滚降 数 MHz ~ 数十 MHz受电容 ESL/ESR 影响滚降斜率逐渐变缓但 0.1μF104MLCC 的自谐振频率通常在10~30 MHz在此频点附近滤波效果最佳四、各频率点理论衰减量一阶RC低通滤波器的幅频响应干扰频率主导电容衰减量理论残余比例电压评价10 Hz22μF≈-0.02 dB99.8%几乎无衰减100 Hz22μF≈-0.2 dB97.7%轻微衰减1 kHz22μF≈-1.9 dB80%开始起作用10 kHz22μF≈-17 dB14%良好100 kHz22μF≈-37 dB1.4%优秀1 MHz0.1μF≈-10 dB32%一般过渡区10 MHz0.1μF≈-30 dB3.2%良好20 MHz0.1μF≈-36 dB1.6%优秀30 MHz0.1μF≈-40 dB1.0%优秀40 MHz0.1μF≈-42 dB0.8%优秀50 MHz0.1μF≈-44 dB0.6%优秀100 MHz0.1μF≈-50 dB0.3%优秀200 MHz0.1μF≈-56 dB0.16%优秀⚠️ 高频段实际衰减说明在数十 MHz 以上实际衰减量会受电容的等效串联电感ESL和等效串联电阻ESR限制理论值会偏乐观。典型 0805/0603 封装的 0.1μF MLCC自谐振频率约10~30 MHz在此频率附近滤波效果达到峰值超过自谐振频率后电容呈现感性滤波效果下降。因此100 MHz 以上的实际衰减量可能比理论值小10~20 dB但仍能提供足够的抑制。五、直流压降分析5Ω 电阻上的直流压降若 AVcc 输入为 5.0V则 AVcc 实际约为4.9835V若 ADC_VRef 使用 TL431 输出的 2.5V则此压降不影响基准电压若 ADC_VRef 直接接 AVcc低成本方案则 16.5mV 的压降在 12 位 ADC5V 参考下 LSB ≈ 1.22mV中约引入13.5 LSB的固定偏移可通过软件校准消除六、瞬态响应特性RC 网络的时间常数上电建立时间充至 99%约 $5\tau 550 \mu s$远小于 MCU 上电复位时间无影响负载瞬态响应当 ADC 采样瞬间消耗电流突变时22μF 电容提供电荷缓冲5Ω 电阻限制电流冲击响应平滑七、综合结论评价维度结论低频纹波 100 Hz抑制能力较弱如需更好效果可增大 R 至 10Ω压降翻倍至 33mV或增加电容中频噪声1 kHz ~ 100 kHz优秀-17 dB ~ -37 dB足以满足 12 位 ADC 需求高频噪声1 MHz ~ 200 MHz优秀理论 -30 dB ~ -56 dB实际受电容 ESL 影响在高频端略有折扣但仍足够直流压降仅 16.5 mV可忽略设计合理性非常合理——22μF 负责低频储能和平滑0.1μF 负责高频去耦5Ω 做数字/模拟电源隔离最终结论该5Ω 22μF//0.1μFRC 滤波网络是一个经典且高效的 ADC 模拟电源滤波方案对1 kHz 以上的电源干扰有良好的抑制效果完全满足 STC8H 系列 12 位 ADC 对电源纯净度的要求。配合手册中强调的地线分割 0Ω 电阻单点汇聚 大面积铺铜的 PCB 布局策略可获得优异的 ADC 转换精度。收藏 淘帖 支持 反对 编辑关注 0
AVCC 电源经过串联的 5欧姆电阻和后续并联的 22uF 及 0.1uF电容组成的 R/C滤波网络滤波效果如何如 10KHz / 100KHz / 1MHz / 10MHz / 20MHz / 30MHz / 40MHz / 50MHz /100MHz / 200MHz 的电源干扰效果如何 从 AVCC消耗电流的电流分2部分1MCU内部的ADC 1mA以下实际0.8mA2, 外部ADC参考源TL431B的消耗电流是 2.5mA5Ω 22μF//0.1μF RC 滤波网络滤波效果详细分析一、电路拓扑根据手册21.5.3 高精度ADC参考线路图有独立AVcc和AGnd章节该网络位于系统电源到 AVcc 的路径上系统电源 Vin → Power On开关 → 5Ω ─┬──→ AVcc给MCU内部ADC供电 │ ┌─┴─┐ │22μF│ 0.1μF (104) │电解│ └─┬─┘ │ GNDADC模拟地同时TL431B 基准源的供电也取自 AVcc经 1kΩ 电阻因此该 RC 网络同时为MCU内部ADC和外部TL431基准源提供滤波后的电源。二、负载条件据论坛帖子楼主提供数据负载电流MCU内部ADC模拟电路 1 mA实际约 0.8 mATL431B 基准源约 2.5 mA总负载电流约 3.3 mA三、截止频率计算这是一个一阶RC低通滤波器-3dB 截止频率公式1. 22μF 电容通道主导低频段2. 0.1μF 电容通道主导高频段3. 并联电容的合成阻抗特性两个电容并联后整体滤波特性为两段式滚降 1.45 kHz通带基本无衰减1.45 kHz ~ 318 kHz22μF 主导以-20dB/dec滚降 318 kHz0.1μF 主导继续以-20dB/dec滚降 数 MHz ~ 数十 MHz受电容 ESL/ESR 影响滚降斜率逐渐变缓但 0.1μF104MLCC 的自谐振频率通常在10~30 MHz在此频点附近滤波效果最佳四、各频率点理论衰减量一阶RC低通滤波器的幅频响应干扰频率主导电容衰减量理论残余比例电压评价10 Hz22μF≈-0.02 dB99.8%几乎无衰减100 Hz22μF≈-0.2 dB97.7%轻微衰减1 kHz22μF≈-1.9 dB80%开始起作用10 kHz22μF≈-17 dB14%良好100 kHz22μF≈-37 dB1.4%优秀1 MHz0.1μF≈-10 dB32%一般过渡区10 MHz0.1μF≈-30 dB3.2%良好20 MHz0.1μF≈-36 dB1.6%优秀30 MHz0.1μF≈-40 dB1.0%优秀40 MHz0.1μF≈-42 dB0.8%优秀50 MHz0.1μF≈-44 dB0.6%优秀100 MHz0.1μF≈-50 dB0.3%优秀200 MHz0.1μF≈-56 dB0.16%优秀⚠️ 高频段实际衰减说明在数十 MHz 以上实际衰减量会受电容的等效串联电感ESL和等效串联电阻ESR限制理论值会偏乐观。典型 0805/0603 封装的 0.1μF MLCC自谐振频率约10~30 MHz在此频率附近滤波效果达到峰值超过自谐振频率后电容呈现感性滤波效果下降。因此100 MHz 以上的实际衰减量可能比理论值小10~20 dB但仍能提供足够的抑制。五、直流压降分析5Ω 电阻上的直流压降若 AVcc 输入为 5.0V则 AVcc 实际约为4.9835V若 ADC_VRef 使用 TL431 输出的 2.5V则此压降不影响基准电压若 ADC_VRef 直接接 AVcc低成本方案则 16.5mV 的压降在 12 位 ADC5V 参考下 LSB ≈ 1.22mV中约引入13.5 LSB的固定偏移可通过软件校准消除六、瞬态响应特性RC 网络的时间常数上电建立时间充至 99%约 $5\tau 550 \mu s$远小于 MCU 上电复位时间无影响负载瞬态响应当 ADC 采样瞬间消耗电流突变时22μF 电容提供电荷缓冲5Ω 电阻限制电流冲击响应平滑七、综合结论评价维度结论低频纹波 100 Hz抑制能力较弱如需更好效果可增大 R 至 10Ω压降翻倍至 33mV或增加电容中频噪声1 kHz ~ 100 kHz优秀-17 dB ~ -37 dB足以满足 12 位 ADC 需求高频噪声1 MHz ~ 200 MHz优秀理论 -30 dB ~ -56 dB实际受电容 ESL 影响在高频端略有折扣但仍足够直流压降仅 16.5 mV可忽略设计合理性非常合理——22μF 负责低频储能和平滑0.1μF 负责高频去耦5Ω 做数字/模拟电源隔离最终结论该5Ω 22μF//0.1μFRC 滤波网络是一个经典且高效的 ADC 模拟电源滤波方案对1 kHz 以上的电源干扰有良好的抑制效果完全满足 STC8H 系列 12 位 ADC 对电源纯净度的要求。配合手册中强调的地线分割 0Ω 电阻单点汇聚 大面积铺铜的 PCB 布局策略可获得优异的 ADC 转换精度。收藏 淘帖 支持 反对 编辑关注 0
