为什么使用2.048V和4.096作为参考？

在许多参考电压IC（例如MAX610x）上，似乎可以使用各种不同的参考电压（1.25、1.8、2.5、3.3等）。

令我惊讶的是2.048V和4.096V基准电压源。为什么我们在这些电压下使用基准电压，而不仅仅是2V和4V，它们肯定会更容易在数学上使用？

在对电压进行量化（即通过ADC）时，通常将电压转换为整数表示形式，并使用2的幂表示。

这意味着它们属于二进制数的模式，例如8位DAC具有256个单独的电平。使用功率为2毫伏的参考表示实际数字值具有有效值。

例如，如果您有一个参考值为2.048的11位DAC，则数字值为毫伏数。

编辑：正如安德鲁·莫顿（Andrew Morton）所指出的那样，它提供2048个电平，而共有2049毫伏级别，其中包括0。因此，要正确地将每个位表示为一个毫伏，就需要一个额外的位。但是，如果始终取整，则仍然可以向下舍入每个元素以达到0-2047 mV，或向上舍入为1-2048 mV。如果您将2048设置为2049，那么您将失去直接匹配毫伏数的好属性。

4.096V和2.048V基准电压源允许ADC生成以mV为单位的整数值。这意味着ADC的每一步代表1mV或1mV的整数倍。4.096V = 2 ^ 12毫伏

这样做的原因是因为它们可以容易地分成2个基数。这使它们对ADC等有用，其中ADC的12位ADC的电压在0至4.096V之间意味着每位1mV，这非常容易数。

还有更多的电压可以做同样的事情。您还可以在1.024V中获得电压基准，即2 ¹⁰。不同的参考可以用于不同的位ADC。

为什么我们在这些电压下使用参考电压，而不仅仅是2V和4V

当微控制器直接向人类显示值时，在恰好合适的情况下，这可能是有利的。但是，大多数情况下是因为那里有很多人数学不好或不停地思考。

正如其他人已经示出，2.048 = 2 ¹¹ /1000和4.096 = 2 ¹² /1000中。如果您使用带有4.096 V参考电压的12位A / D，则每个计数为1 mV。

但是，请停下来考虑何时真正重要。毫伏单位在本质上没有什么特别之处。就物理学而言，它们是用于测量EMF的完全任意的单位。

例如，在控制系统中，用于各种测量量的单位可以是任意值，只要您知道它们是什么即可。如果使用定点，则希望最大值几乎填满该数字，并使用足够的位，以便获得必要的分辨率。单位的缩放应由方便的内部二进制表示形式决定。

无论如何，不​​可避免地会在以后的过程中调整增益因子。可以使用已经存在的增益因子的不同值来调整所有输入值的自定义缩放比例，并且系统已经必须处理其中的任意值。无需其他计算，只需将不同的值输入相同的计算即可。

在某些情况下，这些小型嵌入式系统需要向人类显示数字值。在这种情况下，当您要显示小数点后三位的电压时，以毫伏为单位很有用。但是，与微控制器相比，人机界面的性质较慢。通常，您不想以超过2 Hz的频率更新数字显示。无论如何，将数字转换为十进制数字已经需要一些算术运算。缩放一些内部值以匹配显示的分辨率是相对于该过程而言相当小的附加步骤。

然后还要考虑您实际想要多久测量一次0到4.095 V范围内的电压，或者至少是该范围内的大多数电压。如果要测量0至5 V，则4.096参考确实无济于事。无论如何，您都需要将信号衰减到A / D中，因此，即使以数字形式显示，以毫伏为单位读取衰减后的信号也不会带来特殊的优势。

简而言之，在当今使用微控制器处理A / D读数的世界中，2.048和4.096 V基准电压源主要满足人们的感知需求，也满足了那些没有适当考虑问题的人。