ADC基准电压误差影响全范围转换

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SAR(逐次逼近寄存器)ADC基准电压对转换精度的影响比最初想象的还要大。图1所示为理想和带增益误差的3位ADC转换器的传递方程。ADC的传递方程等于:

公式

理想和带增益误差的3位ADC转换器的传递方程

  

在这里,DCODE为数字输出代码,VIN为转换器的输入电压,VOS为转换器偏置电压,VREF为用于转换器的基准电压,N为ADC位数或ADC分辨率,VGE为ADC增益误差、基准输出电压误差和基准电压噪声的综合。

  

容易看到基准电压给定值对ADC绝对精度的影响。对高分辨率转换器,基准电压偏置误差通常比ADC偏置误差大,特别在过温度状态。从传递方程也注意到基准电压误差对较高输入电压转换器的结果影响更大。

  

可以用ratiometric设计减小ADC和基准电压的误差。这需要电路或微处理器校准算法中加入额外设备。记住校准算法需要每个电路的增益和偏置特性。

  

基准电压的噪声误差是不同的问题。它影响转换的SNR(信噪比)和THD(总谐波失真)。基准电压噪声影响输入电压较高的ADC转换器的SNR和THD(图2)。

 

基准电压噪声影响输入电压较高的ADC转换器的SNR和THD

  

如果转换器在基准电压引脚缺少内部缓冲器,将会引入或输出电流尖峰。转换器在转换期间使用这些电流为内部电容充电。这个认识也许引发了在外部基准电压和ADC之间插入低噪声放大器的设计。

  

不要尝试用0V或地的输入电压测试ADC。如果希望看到转换中基准电压源的影响,尝试使用直流全范围输入,信号输入将帮助看到系统的频率响应。

 

 

 

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