ADC 抗混叠 RC 滤波器与采样保持时间匹配计算器

传感器信号接入 MCU ADC 采样前,若未经过抗混叠低通滤波器(Anti-Aliasing Filter),高于奈奎斯特频率($f_s / 2$)的高频噪声将**混叠(Aliasing)**折回带内,造成严重的测量误差。同时,RC 滤波器的 $R$ 选得过大又会导致 ADC 采样保持电容 $C_{sh}$ 来不及充满电。本工具一站式解决阻容选型与时间常数校核。

即每秒钟 ADC 进行转换的次数(Sampling Rate)
需要保留的真实传感器信号带宽高限(必须低于 $f_s / 2$)
参考 MCU 数据手册 ADC 输入阻抗章节(STM32 典型为 8–16 pF)
ADC 采样开关闭合充电的时间(Sampling Cycles)

计算结果与 RC 滤波选型建议

奈奎斯特极限频率 fNyquist kHz
推荐抗混叠截止频率 fc (-3dB) kHz
推荐外部滤波电容 Cfilt nF (至少 $20 \times C_{sh}$)
推荐外部滤波电阻 Rfilt Ω
采样充放电时间常数 N$\tau$ 满足度
抗混叠电路评估与建议

抗混叠与采样保持匹配核心公式:

$$f_{Nyquist} = \frac{f_s}{2}$$

抗混叠滤波器截止频率设计:$$f_{in,max} \le f_c < f_{Nyquist}$$

12-bit ADC 要求采样时间内充电达到 0.5 LSB 精度:

$$t_{sample} \ge \ln(2^{N+1}) \times \tau = \ln(2^{13}) \times (R_{filt} + R_{adc}) \times C_{sh} \approx 9.01 \times \tau$$

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