为什么ADC结果出现断层？

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有人使用STM32H7系列芯片对某正弦信号进行ADC采样转换，可发现最后测量出来的结果有点怪怪的，采样还原的图形上看感觉被截取了一段，呈现断层的样子，如下图所示：



他还补充说，使用H7系列不同型号以及不同ADC模块，都有类似问题，颇为奇怪！

对于这个结果，我之前未曾碰到过。于是找来STM32H7系列开发板做验证性测试，以图复现问题。

我先利用TIMER加DAC输出一路正弦波，并将输出连接到任一ADC通道。可是不管我如何测试，怎么也没发现采样结果有断层的现象。



后来，他进一步补充说，他的被测信号是带偏移的正弦波，峰谷差为50mv,中心电压在1v到3v之间，频率为1Khz。通过定时器控制ADC采样频率为2MHz.



这边根据他的要求调整DAC的输出幅度以及输出频率，经过反复测试仍然没有发现他所反馈的断层现象。



从该用户咨询该问题来看，感觉他对STM32及ADC应用还是比较熟悉的。后来经同事提醒，会不会是客户在使用ADC前没做校准。说实在的，对于使用ADC模块前做校准应该说基本的标准动作了。所以，对于该用户我下意识地不太怀疑他使用ADC前没做校准。现在又实在没法复现其问题现象，只好试着提醒他ADC校准的问题。因为H7系列ADC校准包含两方面，一方面是偏移校准，一方面是线性校准。我把这两个校准函数提供给他参考。

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_CALIB_OFFSET_LINEARITY,ADC_SINGLE_ENDED );

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_CALIB_OFFSET, ADC_SINGLE_ENDED );

后来，该用户反馈说，他们的确在使用ADC之前做了校准，不过只做了其中的一个，即没有同时做偏移校准和线性校准。当他对ADC模块做了两类校准后一切正常，ADC结果不再出现诡异现象。看来是该用户的一个小失误，虚惊一场，大折腾一番。

一般来讲，在启动STM32ADC模块前需主动做校准，这是基本操作。在ST提供的库函数里有现存的API函数可以调用，不清楚时可以参考ST公司提供的ADC应用例程。

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回复：关于ADC结果断层的问题，可能是由以下原因导致的：

1. 采样率设置不当：采样率应高于信号频率的两倍，否则可能导致信号混叠和断层。请检查采样率设置是否符合要求。
2. ADC分辨率设置问题：如果设置的分辨率不足以捕捉信号的细节，可能导致信号断层。请尝试提高ADC分辨率。
3. 信号质量问题：信号源的噪声干扰或者电路不良可能影响采样结果。建议检查信号质量并进行适当的电路调整。
4. 外部干扰或电磁兼容性问题：某些情况下，外部干扰可能影响ADC的采样结果。请检查周围环境是否存在干扰源，并采取适当的电磁兼容性措施。

以上只是可能的原因，具体情况需要根据具体的硬件配置和代码实现进行分析。建议检查相关配置和代码，并尝试在开发板上复现问题以便进一步分析。如果问题仍然存在，建议联系芯片供应商的技术支持寻求帮助。

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