Arduino模拟输入示例说明

首先，我对电子产品一无所知。

最近我得到了一个Arduino Nano。现在，我试图在http://arduino.cc/en/Tutorial/ReadAnalogVoltage示例中了解为什么没有电位计标称值，以及该标称值的变化将如何影响模拟输入读数。

另外，为什么在http://arduino.cc/en/Tutorial/AnalogReadSerial示例中，他们选择了10k电位器，而200k电位器却有所不同。

谢谢！

任何（空载）电位器的抽头电压输出都不会有差异，它们的工作方式都相同。

但是，Arduino的模拟输入建议源阻抗小于10kOhm，以实现最佳性能。这是由于对采样和保持电容器充电所花费的时间，可以将其视为动态阻抗。下图取自AtMega328数据表（Arduino所基于的微控制器）：

如果您现在还不完全了解这一点，请不要担心，只需接受我们需要小于10kOhms的源阻抗即可。

现在我们如何计算电位计的输出阻抗？

有关详细信息，请查看戴维南等效阻抗。这告诉我们，锅的抽头的最大输出电阻是从上到下测量的电阻的1/4（当抽头在中间时），因此，如果锅为10k，则最大输出电阻为2.5k 。
这是一个1万个锅从一端扫到另一端的模拟：

X轴表示从0到100％的旋转（忽略显示的实际值）。Y轴是在抽头上测得的输出阻抗。我们可以看到它是如何在0欧姆处开始和结束的，并且在中间（50％）处达到2.5kOhms的峰值，
这比建议的10k源阻抗小得多。
因此，您可以使用介于100欧姆和40k之间的任何电位计作为分压器。

编辑-回答有关如果我们使用200k底池会发生什么的问题：

如数据表摘录中所述，源阻抗越高，S / H电容器充电所需的时间就越长。如果在进行读数之前未将其充满电，则与真实值相比，读数将显示错误。

我们可以计算出电容器需要充电多长时间才能达到其最终值的90％，公式为：

2.3 * R * C

经过1个RC时间常数后，电压约为最终值的63％。在经过2.3个时间常数后，它的值约为上述值的90％。这是通过1-（1 / e ^（RC / t））计算得出的，其中e是自然对数〜2.718。例如，对于2.3个时间常数，它将是1-（1 / e ^ 2.3）= 0.8997。

因此，如果我们插入显示的值-50k源阻抗，100k串联阻抗（假设最坏的情况）和14pF电容：

2.3 * 150k * 14pF = 4.83us充电至90％。

我们还可以计算-3dB值：

1 /（2pi * 150k * 14pF）= 75.8kHz

如果我们希望最终值在99％以内，则必须等待4.6 tau（时间常数）：

4.6 * 150k * 14pF = 9.66us充电至99％-大约相当于16.5kHz

因此，我们可以看到源阻抗越高，充电时间越长，因此ADC准确读取的频率越低。

不过，在电位计控制〜DC值的情况下，您可以以非常低的频率采样，并给它充裕的时间充电，因为泄漏非常小。所以我认为在这种情况下200k实际上应该没问题。对于例如音频信号或任何变化的（AC）高阻抗信号，您都必须考虑所有上述因素。
该链接详细介绍了ATMega328 ADC的特性。

奥利（Oli）在数据表中向您显示了信息，但是，如果您是新手，他的解释可能会让您有点头疼。

ADC（模数转换器）具有一个小电容，用于容纳模拟输入电压。该电容器通过输入处的电阻充电。高电阻将使电容器充电更加缓慢。建议最大为10kΩ，因此可以使用该值的电位计。Oli的最大40kΩ是正确的，但是当您了解Thévenin时，这一点将变得很清楚。

以我使用Arduino的经验（电位计超过10k），读数会波动。我通过在抽头和地面之间放置一个0.1uf电容器来解决此问题。这样可以使模拟读取的电压保持稳定。通过使用电容器，我使用了高达1 MegaOhm的电位计，并获得了稳定的读数。