ADC 分辨率计算器

输入 ADC 位数和参考电压,计算 LSB 电压、量化误差、动态范围(dB)等关键参数,并支持输入电压转 ADC 读数的双向换算。

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使用说明

  1. 点击快速位数按钮(8/10/12/14/16/24 bit)选择常用 ADC 分辨率,或直接在「ADC 位数 N」输入框手动填入 1~32 之间的自定义值。
  2. 输入参考电压 Vref(单位 V)。
  3. 可选:输入实际测量的输入电压 Vin,工具会计算该电压对应的 ADC 读数;留空则只显示 ADC 本身的参数,不做电压转换。
  4. 点击「计算」按钮(或修改任一输入自动触发计算)。
  5. 「ADC 参数」区展示 LSB 电压(mV及μV)、量化误差(LSB/2)、动态范围(dB)、量化级数(2^N)、最大可测电压(Vref-1LSB)、分辨率百分比六项结果。
  6. 若填写了 Vin,「输入电压转换」区会额外显示该电压对应的 ADC 读数(0~2^N-1范围)及由量化误差决定的电压范围(该读数所代表的最小~最大实际电压区间)。
  7. 「量程对照表」列出 0%/25%/50%/75%/100% 满量程对应的电压值和 ADC 读数,便于核对不同量程点的转换关系。

功能介绍

  • 支持 8/10/12/14/16/24 bit 六档常用 ADC 位数快速选择按钮,同时支持 1~32 位任意自定义位数手动输入。
  • 按公式 LSB = Vref / 2^N 计算 ADC 的最小可分辨电压(LSB电压),并同时以 mV、μV 两种单位展示。
  • 计算量化误差(LSB/2,即理论最大量化误差)、动态范围(20×log10(2^N) dB)、量化级数(2^N)、最大可测电压(Vref - 1LSB)及分辨率百分比(1/2^N × 100%)。
  • 可选输入实际电压 Vin,自动换算为对应的 ADC 数字读数(四舍五入并限制在 0~2^N-1 有效范围内),同时给出该读数反推出的电压不确定范围。
  • 自动生成 0%/25%/50%/75%/100% 五个满量程比例点的电压-读数对照表,无需逐一手算验证。

使用场景

MCU 内置 ADC 精度评估
评估单片机内置 12bit/16bit ADC 在给定参考电压下的实际分辨率(LSB电压),判断是否满足传感器采样精度需求。
传感器电压信号量化误差核算
根据传感器输出电压范围和 ADC 位数,计算量化误差占信号变化范围的比例,评估该 ADC 精度是否足以分辨目标测量分辨率(如 0.1°C 温度变化对应的电压差)。
ADC 读数反推实际电压范围
在调试阶段拿到某个 ADC 采样读数后,反查该读数对应的实际输入电压区间,辅助判断硬件采集数据是否符合预期。
不同位数 ADC 选型对比
对比 10bit、12bit、16bit 等不同分辨率 ADC 在同一参考电压下的动态范围(dB)和量化级数差异,为方案选型提供依据。

常见问题

「动态范围」这一栏的 dB 值是什么意思?
该值反映 ADC 理论上能够分辨的最大与最小信号幅度之比,按公式 20×log10(2^N) 计算,单位是 dB。位数越高,动态范围越大,例如 12bit ADC 的理论动态范围约为 72.2dB,16bit 约为 96.3dB,该值仅代表量化本身的理论极限,不考虑噪声、失调等实际非理想因素。
量化误差(LSB/2)具体代表什么?
由于 ADC 只能输出离散的数字码,任何落在两个相邻量化电平之间的模拟电压都会被近似为其中一个数字码,理论上产生的最大误差是 LSB 的一半(即 ±0.5LSB),这是量化过程本身固有的、无法通过校准消除的误差来源,工具中显示的量化误差即为这个理论最大值。
输入电压 Vin 留空和填 0 有什么区别?
留空表示不进行电压转换,工具只展示 ADC 本身的参数(LSB、动态范围等),「输入电压转换」区域会隐藏;填 0 则会实际参与计算,返回 ADC 读数为 0(对应电压范围 0~1LSB),此时「输入电压转换」区域会正常显示结果。
为什么反推出的电压区间是一个范围而不是单一数值?
这正是量化误差的直接体现:ADC 输出的某个数字读数实际上代表一段连续电压区间(宽度为 1个LSB),而不是唯一确定的电压值,工具给出的 vinMinFromReading 和 vinMaxFromReading 就是该读数所能代表的实际输入电压下限和上限,反映了该 ADC 分辨率下无法进一步区分的电压区间。