一、輸入電容(input Capacitance)
SAR(逐次比較)型ADC的輸入電容一般分為采樣模式下的和保持模式下的電容。一般SAR型號ADC的內部結構如下:
圖 1 SAR型ADC模擬輸入結構題
當采樣的時候S1開關閉合 CSH 電容與輸入信號連接在一起到 AD 的輸入端,采樣的過程本質上是對CSH電容進行充電,這段時間稱為采樣周期。然后進入保持模式,在保持模式下 S1 開關斷開 ADC 開始轉換采樣的信號,這一段時間稱為轉換周期。
那么在轉換周期內輸入電容就不存在了呢?顯然不是這樣的。一般在ADC設計中會在前端加一二極管來做輸入保護。
圖 2 ADS7040模擬輸入通道
在保持模式下 輸入電容曰等于輸入二極管結構的寄生電容,通常為人為在2~ 4pF。左圖展示了一個常見ADC的模擬輸入結構。包括了輸入二極管 ,電阻、電容和開關。
二、 輸入漏電流
輸入漏電流是指流入流出 ADC 輸入端的直流電流。這個電流來自于ADC內部的ESD保護或者其他寄生參數(shù)。在進行模型分析時,可以把它看成一個直流電流源,加載到 ADC 的輸入端口,通常是微安和納安級。
圖 3 STM32ADC內部結構
輸入漏電流類似于運放的輸入偏置電流,但是要注意的是電流的流向可以是任意方向的(途中也可以看出電流值是±1uA,并不是單向)。我們就以STM32的ADC為例進行分析。首先我們要知道RAIN 的值,依據手冊它的值是會隨著采樣率發(fā)生變化。這個后面介紹。我們選取一個最大值50KΩ。漏電流選為流出1μA.這楊就會引入一個50mV的誤差。
如果計算一下假設現(xiàn)在STM32ADC量程范圍是0~3.3V,那么1LSB對應的電壓值就是0.805664mV。這種誤差會直接損失62LSB。對于大多數(shù)一般而言,它的大小和極性可能是不同的,這個取決于不同的器件,通常數(shù)據手冊中給出的是典型值,但是實際中由于自己設計的手藝和廠商的工藝不同,要比給出的值大很多。一般對于最大值的估計,我們可以使用三倍的標準差來計算。
三、輸入阻抗
就直接以一個SAR型 ADCCore的輸入阻抗來講一般是一個動態(tài)阻抗它來源于輸入漏電流和輸入電容開關充放電的結果。但是一般我們使用的ADC芯片來講有一個固定輸入阻抗增益放大器,輸入阻抗可以用于計算輸入漏電流,當輸入漏電流流經阻抗時會產生一個漏電流。
圖 4 ADS8681內部結構圖
當輸入 1V 信號時,計算輸入漏電流的計算結果為1μA。如果我們在輸入端串接一個電阻50Ω,就會引起增益誤差。因為它和后面的可編程增益放大器(PGA)的增益設置電阻串聯(lián)在了一起。因此為了減小誤差,要注意輸入的匹配。
-
二極管
+關注
關注
147文章
9627瀏覽量
166307 -
SAR
+關注
關注
3文章
416瀏覽量
45949 -
adc
+關注
關注
98文章
6495瀏覽量
544461 -
ESD保護
+關注
關注
0文章
433瀏覽量
27024 -
電容充電
+關注
關注
0文章
68瀏覽量
8589 -
ADC采樣
+關注
關注
0文章
134瀏覽量
12840
發(fā)布評論請先 登錄
相關推薦
評論