ADC輸入電容的阻抗的問題分析

大概概括一下ADC輸入電容阻抗的問題：

1:SAR型ADC 這種ADC內(nèi)阻都很大，一般500K以上。即使阻抗小的ADC，阻抗也是固定的。所以即使只要被測源內(nèi)阻穩(wěn)定，只是相當(dāng)于電阻分壓，可以被校正。

2:開關(guān)電容型，如TLC2543之類。他要求很低的輸入阻抗用于對內(nèi)部采樣電容快速充電。這時最好有低阻源，否則會引起誤差。實(shí)在不行，可以外部并聯(lián)一很大的電容，每次被取樣后，大電容的電壓下降不多。因此并聯(lián)外部大電容后，開關(guān)電容輸入可以等效為一個純阻性阻抗，可以被校正。

3：FLASH型(直接比較型)。大多高速ADC都是直接比較型，也稱閃速型(FLASH)，一般都是低阻抗的。要求低阻源。對外表現(xiàn)純阻性，可以和運(yùn)放直接連接。

4：雙積分型 大多輸入阻抗極高，幾乎不用考慮阻抗問題

5：Sigma-Delta型。這是目前精度最高的ADC類型，也是最難伺候的一種ADC。重點(diǎn)講一下要注意的問題：

a.內(nèi)部緩沖器的使用。SigmaDelta型ADC屬于開關(guān)電容型輸入，必須有低阻源。所以為了簡化外部設(shè)計(jì)，內(nèi)部大多集成有緩沖器。緩沖器打開，則對外呈現(xiàn)高阻，使用方便。但要注意了，緩沖器實(shí)際是個運(yùn)放。那么必然有上下軌的限制。大多數(shù)緩沖器都是下軌50mV，上軌AVCC-1.5V。在這種應(yīng)用中，共莫輸入范圍大大的縮小，而且不能到測0V。一定要特別小心!一般用在電橋測量中，因?yàn)楣材７秶荚?/2VCC附近。不必過分擔(dān)心緩沖器的零票，通過內(nèi)部校零寄存器很容易校正的。

b.輸入阻抗問題。SigmaDelta型ADC屬于開關(guān)電容型輸入，在低阻源上工作良好。但有時候?yàn)榱艘种乒材；蛞种颇丝固仡l率外的信號，需要在輸入端加RC濾波器，一般DATASHEET上會給一張最大允許輸入阻抗和C和Gain的關(guān)系表。這時很奇怪的一個特性是，C越大，則最大輸入阻抗必須隨之減小!剛開始可能很多人不解，其實(shí)只要想一下電容充電特性久很容易明白的。還有一個折衷的辦法是，把C取很大，遠(yuǎn)大于幾百萬倍的采樣電容Cs(一般4~20PF),則輸入等效純電阻，分壓誤差可以用GainOffset寄存器校正。

c.運(yùn)放千萬不能和SigmaDelta型ADC直連! 前面說過，開關(guān)電容輸入電路電路周期用采樣電容從輸入端采樣，每次和運(yùn)放并聯(lián)的時候，會呈現(xiàn)低阻，和運(yùn)放輸出阻抗分壓，造成電壓下降，負(fù)反饋立刻開始校正，但運(yùn)放壓擺率(SlewRate)有限，不能立刻響應(yīng)。于是造成瞬間電壓跌落，取樣接近完畢時，相當(dāng)于高阻，運(yùn)放輸出電壓上升，但壓擺率使運(yùn)放來不及校正，結(jié)果是過沖。而這時正是最關(guān)鍵的采樣結(jié)束時刻。

所以，運(yùn)放和SD型ADC連接，必須通過一個電阻和電容連接(接成低通)。而RC的關(guān)系又必須服從5.c里面所述規(guī)則。

d.差分輸入和雙極性的問題。SD型ADC都可以差分輸入，都支持雙極性輸入。但這里的雙極性并不是指可以測負(fù)壓，而是Vi+ Vi-兩腳之間的電壓。假設(shè)Vi-接AGND，那么負(fù)壓測量范圍不會超過-0.3V。正確的接法是Vi+ Vi- 共模都在-0.3~VCC之間差分輸入。一個典型的例子是電橋。另一個例子是Vi-接Vref，Vi+對Vi-的電壓允許雙極性輸入

編輯：admin  最后修改時間：2017-08-01