一. SAR ADC原理分析
所有ADC的工作方式都是：将
与
比较，得到两者比例关系。
STM32中的SAR ADC的设计思想是这样的：
- 用二分法的办法，先比较
- 如果
- 重复上述过程，不断二分
那么，该ADC最小单位应为：
，其中n为ADC分辨率。‘、
下面是STM32内部SAR ADC的结构，该ADC分别率为10bit：
它包括一个电容阵列，几个开关，一个比较器，一个CLR。电容阵列的作用就是支持二分法，可以通过选取特定电容导通，从而得到想要的电压值，再将该电压与
比较。
为了方便作如下规定：所有电容上面为+极，下面为-极。
接下来逐步讲解这一个结构是如何运作的。
- 基本态，在这个状态，各个电容中电量为0，ADC工作前的状态
2. 采样态，ADC接收到指令，开关
闭合，开始采样。
采样其实就是通过
给各个电容充电。一段时间后，假设电容
电压均已达到
。
等效电路图如下：
3. 保持态：
断开，所有电容+极接地。
等效电路如下：
此时
电压为
，原因：电容没有放电通路，两端电压保持不变。
4. Step1：比较
与
，方法是将
的+极接
，其余电容+极接地。
等效电路为：
此时
为什么呢？可以按如下思路思考：在这个电路中，是没有相对外界的导电通路的，所以电容总电荷量不变。电荷在电容中的转移导致了
的变化。
方便起见，将+极接
的电容称作
，将+极接地的电容称作
。
由基尔霍夫电压定律：
由电容电荷守恒，任何时刻所有电容电荷总量等于采样时电容电荷总量
联立[1][2]，带入
，解得
随后便是比较
和0的大小。如果
0" style="max-width: 100%; vertical-align: middle; margin-right: 3px; margin-left: 3px; display: inline-block;"> ，则
，如果
，则
\frac{1}{2}V_{REF}" style="max-width: 100%; vertical-align: middle; margin-right: 3px; margin-left: 3px; display: inline-block;"> 。
5. Step2：如果
\frac{1}{2}V_{REF}" style="max-width: 100%; vertical-align: middle; margin-right: 3px; margin-left: 3px; display: inline-block;"> ，则比较
与
可以通过改变电容阵列连接状态得到想要的
任何时候都有下列两条公式成立：
联立得：
二. SAR ADC噪声分析，以STM32为例
由于外部环境和ADC自身误差导致的噪声就不说了，提高电源稳定性，提高
稳定性，电磁兼容性设计，时钟信号与ADC引脚距离弄远点。
说几个特殊的。
- ADC采样时间
通过上述分析可知，ADC的工作流程是：先采样，再保持，再模数转换。
采样实际上就是给ADC内部电容充电，这个电容大小大概是16pF，等效电路图如下。
如果外部电阻阻值过大，充电电流就会变小，内部电容电压变化就会慢。
慢就容易出问题，你采样时间必须得设置长一些，假如说我们想采集到
的99%，内部电容就按16pf算，外部输出阻抗按5KΩ计算，采样时间至少为368ns。如果ADC时钟频率12MHz，采样周期至少设置为5个周期以上。
所以在STM32CubeIDE中别默认ADC 的sample time为1.5 cycle了，会出大问题的！你电压都采的不对，结果怎么可能精确？
2. ADC引脚电容不宜过大
滤波用软件滤波，别在ADC引脚加太大电容，道理很简单，大电容会导致充电时间拉长，很可能采集不到准确的电压数值。
3. 减小上一级输出阻抗
同样的道理，尽可能减小采样时间。
4. 为什么我的Vin有尖刺噪声？Spiky noise
正常现象，ADC每次转换前，ADC开关打开后，会向外部放电，导致Vin电压激增。不用担心，ADC最终采集的是Spiky noise结尾处电压。
但问题是，如果你的sample time不够长，就可能采集到Spiky Noise，如下图所示
拉长Sample Time就行了
给一个计算公式作为参考
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