簡介

本系列文章將描述RA6T2上的模數轉換器 (ADC) 操作，重點介紹了支持16位深度分辨率的轉換方法。首先簡要說明了用于提高A/D分辨率的過采樣技術，然后深入介紹了過采樣功能（內置于RA6T2上的ADC中）的詳細信息。本系列內容涵蓋了用于在16位深度模式下捕獲數據的關鍵配置，并詳細介紹了用于確保正常工作的重要功能。

本系列文章附帶的示例代碼包含2個項目：一個項目演示在過采樣模式下以16位深度運行ADC，另一個項目演示在SAR模式下以12位深度運行ADC作為性能對照。

目標器件

RA6T2

所需資源

要構建和運行本應用筆記附帶的示例項目，需準備以下軟硬件：

開發工具和軟件：

? e2 studio IDE，版本 2022-10 (22.10.0) 或更高版本

? RA 產品家族靈活配置軟件包 (FSP) 版本4.2.0或更高版本

? J-Link RTT Viewer，版本 7.86b或更高版本

FSP和e2 studio捆綁在一個可下載平臺安裝程序中，您可復制下方鏈接到瀏覽器中打開進入瑞薩網站獲取：

https://www.renesas.cn/cn/zh/software-tool/flexible-software-package-fsp

硬件：

? RA6T2（240MHz Arm Cortex-M33 TrustZone，面向電機控制的高實時引擎）

? MCK-RA6T2（RTK0EMA270S00020BJ – 適用于 RA6T2 MCU 系列的瑞薩靈活電機控制套件）

? USB-C轉USB-A電纜

? 運行Windows 10的主機PC

前提條件和目標受眾

本系列內容的讀者應具備一定的瑞薩e2 studio IDE和RA產品家族靈活配置軟件包 (FSP) 使用經驗。在執行本系列內容中的操作步驟之前，請先按照《FSP用戶手冊》中的步驟操作，以編譯和運行Blinky項目。

這樣可以幫助您熟悉e2 studio和FSP，并確認所用電路板的調試連接能否正常運行。此外，您還應具備一些與A/D轉換相關的模擬主題的理論背景。

目標受眾為想要利用RA6T2上的16位ADC模塊開發應用的用戶。

目錄

A/D轉換器概述

配置RA6T2 ADC模塊

應用項目簡介

運行應用項目

驗證應用項目

性能分析

參考資料

1 A/D轉換器概述

模數轉換器（A/D轉換器，ADCs）是數據采集系統 (DAQs) 的組成部分，其功能是捕獲模擬信號并將其轉換為離散數字信號。ADC可將模擬電壓轉換為數字，以供處理器根據需要對這些值執行以下操作：存儲、顯示或進一步分析捕獲的數字信號。

1.1 A/D轉換器特性分析

A/D轉換器通常具有三個固有特性：輸入電壓范圍、離散值的分辨率，以及轉換速率。

輸入電壓范圍定義了ADC可接受的模擬輸入電壓范圍，即可以轉換為數字值的范圍。輸入電壓范圍的最大值取決于ADC系統使用的參考電壓；通常，輸入電壓上限等于內部參考電壓值。在RA6T2中，VREFH0是輸入模擬參考電壓電源，根據電氣特性，其范圍定義在 [2.7V, 3.6V]。

A/D轉換器的分辨率是指檢測到的最小增量電壓測量結果，它會導致轉換后的數字輸出值發生變化。ADC的分辨率取決于用于存儲數字轉換值的位數。對于具有n位分辨率的ADC，可以用數字形式表示 2n數值。

轉換速率（也稱為采樣率）描述的是將模擬輸入轉換為數字表示所需的時間量，按照所需的時鐘周期數來記錄。通常，此值表示為每秒可完成的 A/D 讀數數量（以赫茲為單位）。轉換率對于根據奈奎斯特規則分析可接受的AC信號輸入頻率尤其重要，可用于避免產生混疊等不需要的偽影。

1.2 模擬輸入類型

大多數模擬信號要么以單個模擬電壓的形式進行單線傳輸，要么以兩個模擬電壓之差的形式進行雙線傳輸。RA6T2上的ADC支持單端輸入和差分輸入兩種形式。

1.2.1 單端輸入

單端輸入ADC用于轉換模擬信號源電壓與模擬參考接地電壓之差。單端輸入的實現最具成本效益，但信號對電磁干擾產生的噪聲十分敏感。

1.2.2 差分輸入

差分輸入ADC用于轉換兩個互補信號（即非反相輸入和反相輸入）之間的差分電壓。差分輸入的實現成本較高，但其性能更優，抗信號中的噪聲能力更強。