过压输入对ADC采集有何影响?

有时在应用上常会有透过串接一个电阻,将高于vdd的电压(过正压)或是低于gnd的电压(过负压),直接输入到单片机的某io 上作准位变化侦测的情况(即使该管脚不用做adc功能)。
此时,若这io 是一根同时可作adc信道的功能的引脚(如标注为pb0(adc0)的引脚),那么这 过电压或负电压输入讯号 ,* 可能会干扰其它adc信道的转换结果 。*
如上图的应用,pb0(adc0),pb2(adc2)都是可以当 adc 转换的输入信道的io,t_volt为外接的高电压,它透过20k的电阻输入到pb2。这里pb2被设置为io输入模式(检测外部高低电平),只作准位变化侦测,不作为adc输入信道,pb0(ad0)则设置为adc信道并进行adc转换。
t_volt 的电压如果超过单片机最大输入电压的规格(例如:低于-0.3v 或高于 vdd+0.3v)时,便会向 pb2注入电流,而该 注入电流会对 pb0(ad0)的adc转换结果产生影响 ,就算此时pb2的注入电流并没有高于额定的最高可允许注入电流i_inj(手册会有注明,一般为ma级)。
一般来说,pb2的注入电流愈大,对pb0的adc转换结果影响愈大。pb2的正过电压会令pb0的 adc读数值偏高,而pb2的负过电压,则会令pb0的adc读数偏低。
以下是vdd=3v时的一些实测数据:(此数据只为参考用,不能当作量产时的依据)
如要避免这情况发生,过电压或是过负电压的输入应使用单纯的数字输入io,不要使用带adc信道输入的io;或者采用分压电阻,不要让输入电压大于手册限值,本文适用于所有带adc功能的单片机。

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