如何将ADC输入的0至10V模拟信号转换为0至2.5V？
Answers:
是的，分压器在理论上是可以的。它对信号质量的影响在很大程度上取决于您认为质量信号的程度。这是HiFi音频，数字数据流，语音音频，RF等吗？
电阻分压器有几个问题，您应该注意：
- 分压器将加载源信号。您需要一个分频器来输出输入信号的1/4。任何具有顶部电阻3x底部的分压器都可以做到这一点。
在这种情况下，R1 = 3 * R2。从源头看分压器的阻抗为R1 + R2。您必须确保它足够高，以免加载源信号以将其特性更改为您关心的点。例如，如果R1 =30kΩ和R2 =10kΩ，则分压器将为源负载40kΩ。
- 考虑输出阻抗。这就是史蒂文所说的大部分内容。利用完美的电压源（0阻抗）驱动分压器，输出阻抗为R1 // R2。在上面的示例值中，该值为30kΩ//10kΩ=7.5kΩ。正如史蒂文（Steven）所述，连接到微控制器A / D时需要考虑这一点。加载分频器输出的问题不大，因为A / D需要一定的阻抗以在有限的时间内为内部保持电容充电。在高阻抗下，A / D引脚的泄漏电流很小，乘以阻抗也会产生足够的失调电压，从而破坏A / D读数。由于这些问题，微控制器制造商指定了用于驱动A / D输入的最大阻抗。在具有8位或10位A / D的旧PIC中，通常为10kΩ。在一些较新的较快的A / D或以更高的分辨率（如12位）的情况下，这种情况较少。某些dsPIC系列产品仅需要几百个Ω或更少的电阻。
- 频率响应。总会有一些杂散电容。各种杂散电容将导致低通和高通滤波器。由于杂散电容是不可预测的，因此最终结果是不可预测的。再次以30kΩ和10kΩ为例，输出阻抗为7.5kΩ。例如，如果负载为20pF，则将有一个低通滤波器，其滚降约为1 MHz。如果信号是音频，则没有问题。如果它是快速的数字信号，那可能是一个严重的问题。
解决此问题的一种方法是，将故意增加的电容尽可能小，但应将预期的杂散电容增加几倍，以便总电容变得可预测。每个电阻两端的电容必须与该电阻成反比。例如，这是一个很好的平衡分压器：
在低频下，电阻控制信号并以4分频。在高频下，电容器控制信号并以4分频。在本示例中，电阻和电容作用大致相等的分频点为53 kHz。
顺便说一下，这就是划分范围探针的工作方式。“ 10x”探头将信号除以10。由于需要在示波器的整个频率范围内进行该操作，因此在每个电阻器上都增加了一点电容。杂散电容永远无法确切知道，总之会有部分容差，因此使其中一个电容器可变。这就是“探针补偿”调整。该调整将一个小的装饰帽变为几pF。插入方波后，您可以轻松看到电容和电阻分压器匹配的点。
这种电容性和电阻性方法的一个缺点是分频器的阻抗在高频下会下降。尽管这种方法对于正确地划分较高的频率很有用，但它也比两个电阻要承受更多的负载。天下没有免费的午餐。
希望您现在可以看到一些问题和折衷方案。如果阻抗不起作用，那么您需要考虑某种主动缓冲，例如史蒂文已经描述过的。那有它自己的一系列问题，例如失调电压，频率响应和如果增益不只是1的增益误差，而是其他线程的问题。
基本上，您要尝试的操作称为“信号调理”。它通常是这样的：
首先，缓冲信号。除非您的0-10 V电源已经具有低输出阻抗，否则请使用同相运算放大器对其进行缓冲（请参阅stevenvh的回答）。确保运算放大器具有足够的带宽。通常将其描述为“增益带宽积”，因为规格是电路的增益乘以带宽。并非总是如此。一些放大器为电流模式，并具有显示增益与带宽的关系图。您的情况很简单：增益为1，因此，如果指定了增益带宽乘积，那么它也是增益为1时的带宽。
接下来，使用电阻分压器将输出除以4。由于使用的是ADC，因此需要注意信号混叠（噪声也会混叠，因此，即使您的信号远低于ADC奈奎斯特频率，也应使用抗混叠滤波器）。最简单的抗混叠滤波器是将一个电容器从分压器的输出端接地，然后将其视为RC滤波器，其中R等于分压器的两个并联电阻值。拐角应超过要传递给ADC的最高频率，并且滤波器在达到混叠频率（采样率减去滤波器拐角频率）时，应将每位衰减6 dB。
这是您的ADC类型重要的地方。在普通的逐次逼近型ADC（SAR）中，采样率远低于sigma-delta ADC的采样率，因此使用RC滤波器获得的20 dB /十倍频程可能还不够。如果是这样，那么您需要在其中安装一个更复杂的多极滤波器。这本身就是一个巨大的讨论，因此我现在将跳过它。查找复极滤波器，如果您有兴趣，可以下载TI FilterPro的副本。
信号经过滤波后，如果滤波器的输出阻抗不比ADC输入阻抗低很多，则可能需要再次对其进行缓冲。最后，如果您的ADC输入的直流偏移与输入的直流偏移不同，则需要一个隔直流（即串联）电容器。选择该参数时，应考虑到ADC的输入阻抗是RC高通滤波器中的电阻。确保滤波器转角低于最小输入频率。
