Table Of Contents - ST STM32 Application Note

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1 ADC internal principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1 SAR ADC internal structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 ADC errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1 Errors due to the ADC itself . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.1.5
2.2 Errors due to the ADC environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6
2.2.7
2.2.8
2.2.9
2.2.10
2.2.11
3 How to get the best ADC accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.1 Reduce the effects of ADC-related ADC errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.2 Minimize ADC errors related to external environment of ADC . . . . . . . . . 22
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.2.6
3.2.7
3.2.8
2/49
Offset error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Gain error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Differential linearity error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Integral linearity error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Total unadjusted error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Reference voltage noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Reference voltage / power supply regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
External reference voltage parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Analog input signal noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
ADC dynamic range bad match for maximum input signal amplitude . . 18
Effect of the analog signal source resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Effect of source capacitance and parasitic capacitance of the PCB . . . 19
Injection current effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Temperature influence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
I/O pin crosstalk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
EMI-induced noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Reference voltage / Power supply noise minimization . . . . . . . . . . . . . 22
Reference voltage / Power-supply regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Analog-input signal noise elimination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Adding white noise or triangular sweep to improve resolution . . . . . . . . 25
Matching the ADC dynamic range to the maximum signal amplitude . . 26
Analog source resistance calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Source frequency condition vs. source and parasitic capacitors . . . . . . 30
Temperature-effect compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
DocID15067 Rev 3
AN2834