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ADC输入电容的阻抗的问题分析

关键字: 电容阻抗 作者:admin 来源:不详 发布时间:2017-07-31 浏览:25

大概概括一下ADC输入电容阻抗的问题:

1:SAR型ADC 这种ADC内阻都很大,一般500K以上。即使阻抗小的ADC,阻抗也是固定的。所以即使只要被测源内阻稳定,只是相当于电阻分压,可以被校正。

ADC输入电容的阻抗

2:开关电容型,如TLC2543之类。他要求很低的输入阻抗用于对内部采样电容快速充电。这时最好有低阻源,否则会引起误差。实在不行,可以外部并联一很大的电容,每次被取样后,大电容的电压下降不多。因此并联外部大电容后,开关电容输入可以等效为一个纯阻性阻抗,可以被校正。

3:FLASH型(直接比较型)。大多高速ADC都是直接比较型,也称闪速型(FLASH),一般都是低阻抗的。要求低阻源。对外表现纯阻性,可以和运放直接连接。

4:双积分型 大多输入阻抗极高,几乎不用考虑阻抗问题

5:Sigma-Delta型。这是目前精度最高的ADC类型,也是最难伺候的一种ADC。重点讲一下要注意的问题:

a.内部缓冲器的使用。SigmaDelta型ADC属于开关电容型输入,必须有低阻源。所以为了简化外部设计,内部大多集成有缓冲器。缓冲器打开,则对外呈现高阻,使用方便。但要注意了,缓冲器实际是个运放。那么必然有上下轨的限制。大多数缓冲器都是下轨50mV,上轨AVCC-1.5V。在这种应用中,共莫输入范围大大的缩小,而且不能到测0V。一定要特别小心!一般用在电桥测量中,因为共模范围都在1/2VCC附近。不必过分担心缓冲器的零票,通过内部校零寄存器很容易校正的。

b.输入阻抗问题。SigmaDelta型ADC属于开关电容型输入,在低阻源上工作良好。但有时候为了抑制共模或抑制乃奎斯特频率外的信号,需要在输入端加RC滤波器,一般DATASHEET上会给一张最大允许输入阻抗和C和Gain的关系表。这时很奇怪的一个特性是,C越大,则最大输入阻抗必须随之减小!刚开始可能很多人不解,其实只要想一下电容充电特性久很容易明白的。还有一个折衷的办法是,把C取很大,远大于几百万倍的采样电容Cs(一般4~20PF),则输入等效纯电阻,分压误差可以用GainOffset寄存器校正。

c.运放千万不能和SigmaDelta型ADC直连! 前面说过,开关电容输入电路电路周期用采样电容从输入端采样,每次和运放并联的时候,会呈现低阻,和运放输出阻抗分压,造成电压下降,负反馈立刻开始校正,但运放压摆率(SlewRate)有限,不能立刻响应。于是造成瞬间电压跌落,取样接近完毕时,相当于高阻,运放输出电压上升,但压摆率使运放来不及校正,结果是过冲。而这时正是最关键的采样结束时刻。

所以,运放和SD型ADC连接,必须通过一个电阻和电容连接(接成低通)。而RC的关系又必须服从5.c里面所述规则。

d.差分输入和双极性的问题。SD型ADC都可以差分输入,都支持双极性输入。但这里的双极性并不是指可以测负压,而是Vi+ Vi-两脚之间的电压。假设Vi-接AGND,那么负压测量范围不会超过-0.3V。正确的接法是Vi+ Vi- 共模都在-0.3~VCC之间差分输入。一个典型的例子是电桥。另一个例子是Vi-接Vref,Vi+对Vi-的电压允许双极性输入

编辑:admin 最后修改时间:2017-08-01

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