Zostań w temacie i policz dalej
Po policzeniu rozdzielczości ADC przejdź do skalowania sygnału procesowego albo sprawdź elementy toru pomiarowego, które przygotowują napięcie przed wejściem przetwornika.
Cały dział pomiarów znajdziesz w Akademii Elektroniki.
Przetwornik ADC zamienia napięcie analogowe na liczbę całkowitą. Liczba bitów określa, ile różnych kodów może powstać, a Vref ustala skalę napięciową dla idealnego modelu.
Ten kalkulator przydaje się przy mikrokontrolerach, czujnikach, dzielnikach napięcia i zadaniach szkolnych. Nie zastępuje parametrów konkretnego układu ADC z dokumentacji producenta.
Rozdzielczość ADC, liczba poziomów i 1 LSB
N-bitowy idealny ADC ma 2N poziomów. Dla 8 bitów jest ich 256, dla 10 bitów 1024, dla 12 bitów 4096, a dla 16 bitów 65 536.
W tym kalkulatorze krok napięciowy wynosi Vref / 2N. Dlatego 10-bitowy ADC z Vref 5 V ma krok około 4,8828 mV, natomiast 12-bitowy przy tym samym Vref około 1,2207 mV.
Najwyższy kod nie jest równy liczbie poziomów, ponieważ numerowanie zaczyna się od zera. Dla 10 bitów zakres kodów to 0–1023.
Wzory używane w kalkulatorze
Dla napięcia mieszczącego się w zakresie 0…Vref kod jest wyznaczany przez podział Vin przez wartość 1 LSB, a następnie ograniczany do zakresu od 0 do 2N − 1.
Przy doborze liczby bitów kalkulator zwiększa N do momentu, aż krok 1 LSB będzie nie większy niż wymagany przez użytkownika.
Porównanie rozdzielczości dla Vref = 5 V
| Bity | Poziomy | Maks. kod | 1 LSB |
|---|---|---|---|
| 8 | 256 | 255 | 19,5313 mV |
| 10 | 1024 | 1023 | 4,8828 mV |
| 12 | 4096 | 4095 | 1,2207 mV |
| 16 | 65 536 | 65 535 | 76,2939 µV |
Nominalna rozdzielczość a dokładność pomiaru
Więcej bitów oznacza mniejszy nominalny krok kodu, ale nie gwarantuje takiej samej dokładności. Rzeczywisty przetwornik ma szum, błędy offsetu i wzmocnienia, nieliniowość oraz ograniczenia napięcia odniesienia.
Przykładowo układ 16-bitowy może formalnie rozróżniać dziesiątki mikrovoltów, ale jeśli szum wejścia ma większą amplitudę, najmłodsze bity będą się zmieniać nawet przy stałym sygnale.
Dlatego wynik kalkulatora należy traktować jako geometrię kodów idealnego ADC, a parametry ENOB, INL, DNL i szum sprawdzać w nocie konkretnego przetwornika lub mikrokontrolera.
Wskazówka od KalkulatorXXL
Gdy mierzysz napięcie przez dzielnik, policz najpierw jego maksymalne napięcie wyjściowe. Powinno pozostawać w zakresie wejścia ADC także przy najwyższym spodziewanym napięciu źródła.
Dla ucznia i studenta
W zadaniach o ADC rozdziel trzy wielkości: liczbę bitów N, liczbę poziomów 2N oraz maksymalny kod 2N − 1. To najczęstsze miejsce pomyłek.
- 8 bitów: 256 poziomów, ale maksymalny kod 255.
- 10 bitów: 1024 poziomy, maksymalny kod 1023.
- 1 LSB: w tym modelu Vref / 2N.
- Kontrola: większa liczba bitów przy tym samym Vref zmniejsza krok napięciowy.
Ciekawostka
Dodanie jednego bitu podwaja liczbę dostępnych kodów. Przy niezmienionym Vref oznacza to dwukrotnie mniejszy nominalny krok napięciowy 1 LSB.
Dalsza ścieżka w Elektronice
Jeśli chcesz połączyć ten temat z innymi elementami obwodu, przejdź do Akademii Elektroniki. Zebraliśmy tam kalkulatory, tablice i poradniki w kolejności od podstaw do praktycznych układów.
FAQ – ADC, rozdzielczość, Vref i kod cyfrowy
Ostatnia aktualizacja: 27.08.2026