Milivolt ke Mikrovolt

Membaca Rentang Milivolt dalam Mikrovolt per Cacahan ADC

Sebuah sinyal berhenti menjadi persoalan milivolt begitu Anda membandingkannya dengan satu kode ADC. Bagi tegangan acuan dengan 2ⁿ dan jawabannya mendarat di mikrovolt, jadi satuan itulah yang harus dipakai rentang sensor Anda sebelum bisa dikatakan berapa cacahan yang akan digesernya.

Faktor konversi: 1 mV = 1.000 µV — kalikan milivolt dengan 1.000. Contoh perhitungan: keluaran jembatan 4,7 mV berarti 4.700 µV. Pada pengubah 12 bit dengan acuan 3,3 V, satu LSB bernilai 3,3 V ÷ 4.096 = 805,7 µV, sehingga seluruh rentang itu menggeser kodenya sekitar 5,8 cacahan.

Peran Masing-masing Satuan di Sini

Rentang sensor datang dalam milivolt

Load cell 2 mV/V dengan eksitasi 5 V memberi 10 mV skala penuh, shunt arus 75 mV, dan termokopel tipe K sekitar 41 µV per °C.

Satu kode mendarat di mikrovolt

LSB = V_acuan ÷ 2ⁿ: pada 3,3 V nilainya 805,7 µV di komponen 12 bit dan 50,4 µV di komponen 16 bit — terlalu kecil untuk tetap nyaman ditulis dalam milivolt.

Penguatan menjembatani keduanya

Penguatan adalah perbandingan rentang: rentang masukan ÷ rentang sensor. Menaruh kedua sisi dalam satu satuan lebih dulu itulah yang menjauhkan kesalahan faktor 1.000 dari rancangan penguat.

Dari Rentang di Lembar Data ke Mikrovolt dalam Empat Langkah

Ketik rentang dari lembar data

Taruh keluaran skala penuh sensor di kolom milivolt — 10, 4,7, 0,082. Koma maupun titik sama-sama diterima sebagai tanda desimal dan spasi diabaikan, jadi nilai tabel yang ditempel terkonversi apa adanya.

Bagi angka mikrovoltnya dengan LSB Anda

Kolom µV berubah sambil Anda mengetik. Bagilah dengan LSB pada tabel di bawah untuk mendapat rentang cacahan: 10 mV = 10.000 µV setara 12,4 cacahan pada 12 bit/3,3 V, tetapi 198,6 cacahan pada 16 bit.

Telusuri balik dari satu kode

Kedua kolom bisa diisi, jadi Anda boleh mengetik LSB seperti 50,4 di sisi µV dan membaca padanan milivoltnya. Tombol tukar satuan (↔) membalik arah yang tertera.

Salin angka polos ke hitungan penguatan

Tiap kolom punya tombol salin sendiri dan yang tersalin hanya digitnya — tanpa satuan, tanpa spasi pemisah ribuan — sehingga nilainya jatuh bersih ke lembar sebar. Ctrl + C di dalam kolom memberi hasil sama.

Turun di bawah satu mikrovolt: menu satuan yang bisa dicari di kedua sisi memuat seluruh 12 satuan tegangan, jadi Anda bisa turun ke nV atau pV untuk angka derau. Keluarannya membawa 8 desimal dan berpindah ke notasi ilmiah di bawah 1e-6.

Besar LSB dalam Mikrovolt untuk Resolusi ADC Umum

Setiap angka di bawah ini adalah V_acuan ÷ 2ⁿ dalam mikrovolt, untuk tiga tegangan acuan yang paling sering Anda temui di papan sinyal campuran.

Resolusi	Tingkat (2ⁿ)	1 LSB @ 2,5 V	1 LSB @ 3,3 V	1 LSB @ 5,0 V
10 bit	1.024	2.441,4 µV	3.222,7 µV	4.882,8 µV
12 bit	4.096	610,4 µV	805,7 µV	1.220,7 µV
14 bit	16.384	152,6 µV	201,4 µV	305,2 µV
16 bit	65.536	38,1 µV	50,4 µV	76,3 µV
18 bit	262.144	9,54 µV	12,59 µV	19,07 µV
20 bit	1.048.576	2,384 µV	3,147 µV	4,768 µV
24 bit	16.777.216	0,149 µV	0,197 µV	0,298 µV

Ada dua definisi yang beredar: sebagian lembar data menuliskan LSB sebagai FSR ÷ (2ⁿ − 1) — 805,9 µV alih-alih 805,7 µV pada 12 bit/3,3 V, selisih 0,02%. Yang benar-benar berpengaruh: masukan bipolar atau diferensial yang membentang ±V_acuan menggandakan rentang skala penuh, sehingga satu kode bernilai dua kali mikrovolt yang tertera.

Peran Konverter Ini dalam Alur Kerja Tersebut

Rentang masuk, mikrovolt keluar seketika

Angka mikrovolt mengikuti ketukan demi ketukan tombol, jadi Anda bisa menyapu beberapa calon rentang terhadap satu LSB tanpa mengulang apa pun.

Ketik LSB, dapatkan rentangnya

Kedua kolom menerima masukan dan tombol tukar satuan membalik arahnya — persis yang dibutuhkan saat besar kodenya sudah diketahui tetapi padanan milivoltnya belum.

Angka cukup bersih untuk ditempel

Tombol salin per kolom menyerahkan digit saja, tanpa satuan atau pengelompokan tampilan, sehingga lembar sebar penguatan menerima nilai yang bisa langsung dihitung.

Terbaca sampai dasar derau

Dua belas satuan tegangan di kedua sisi, keluaran 8 desimal, dan notasi ilmiah otomatis menjaga angka setingkat nanovolt tetap terbaca. Semuanya berjalan di peramban Anda.

Pertanyaan seputar Resolusi dan Penguatan

Berapa mikrovolt satu LSB pada ADC 12 bit dibanding 16 bit?

Pada acuan 3,3 V, satu kode bernilai 805,7 µV di 12 bit (3,3 ÷ 4.096) dan 50,4 µV di 16 bit (3,3 ÷ 65.536) — selisih faktor 16 untuk empat bit tambahan. Pada 5 V pasangan itu menjadi 1.220,7 µV dan 76,3 µV, jadi tegangan acuannya sama menentukannya dengan jumlah bit.

Berapa penguatan yang saya butuhkan agar rentang sensor 10 mV memenuhi masukan ADC 3,3 V?

Bagi kedua rentang dalam satu satuan: 3,3 V sama dengan 3.300 mV, jadi 3.300 ÷ 10 = 330 V/V untuk pas sempurna. Sisakan ruang lebih untuk ofset penguat, toleransi acuan, dan sensor yang melampaui rentang, sehingga angka baku 200 atau 250 lebih aman. Pada 330, seluruh 4.096 cacahan terpakai dan satu cacahan bernilai 10 mV ÷ 4.096 = 2,44 µV di sisi masukan; pada 200, sinyalnya menutupi 2,0 V, sekitar 2.482 cacahan, atau 4,03 µV per cacahan.

Mengapa resolusi efektif (ENOB) saya lebih buruk daripada jumlah bit di lembar data?

Jumlah bit menggambarkan peta kode; ENOB menggambarkan apa yang selamat dari derau dan cacat bentuk, dan mengikuti nisbah sinyal terhadap derau-dan-cacat yang terukur: ENOB = (SINAD − 1,76) ÷ 6,02. Pengubah 16 bit dengan spesifikasi SINAD 78 dB memberi sekitar 12,7 bit efektif, sehingga langkah yang benar-benar bisa dipercaya pada 3,3 V kira-kira 510 µV, bukan 50,4 µV yang ideal.

Apakah menambah bit ADC menolong kalau dasar derau saya sudah lebih besar dari satu LSB?

Hanya sampai LSB-nya jatuh di bawah derau. Dengan derau tertaut masukan 30 µV rms, nilai puncak-ke-puncaknya kira-kira 6,6 × rms, sekitar 198 µV — resolusi bebas derau sebesar 3,3 V ÷ 198 µV ≈ 16.700 langkah, mendekati 14 bit. Beralih dari 12 bit ke 16 bit masih menolong di sana; dari 16 bit ke 24 bit tidak, karena kode tambahannya cuma mengaduk derau. Setelah itu, perbaikan datang dari penguat yang lebih senyap, lebar pita yang lebih ketat, dan acuan yang lebih baik.

Seberapa besar tambahan resolusi dari pencuplikan berlebih dan perataan?

Merata-ratakan N cuplikan yang tidak berkorelasi memangkas derau rms sebesar √N — satu bit tambahan per pencuplikan berlebih 4×. Kanal 12 bit dengan 805,7 µV yang dirata-ratakan 16× berperilaku seperti 14 bit (sekitar 201 µV); 256× mencapai perilaku 16 bit di sekitar 50,4 µV dengan laju keluaran tinggal 1/256. Cara ini butuh sekitar 1 LSB derau puncak-ke-puncak atau derau penggoyah untuk bekerja, dan tidak pernah menghapus galat penguatan, ofset, maupun ketaklinieran.