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使用運算放大器來驅動高精度ADC

發布時間:2010-10-27 14:18    發布者:techshare
關鍵詞: ADC , 驅動 , 運算放大器
大多數高精度模數轉換器 (ADC) 都沒有高阻抗輸入。輸入信號直接通過一個開關連接到一個采樣電容器。這種負載存在一些有趣的挑戰。

有人試圖通過直接連接一個電位計到輸入來驗證其ADC的運行,如圖1所示。這樣做的結果通常讓人失望,因為獲得的結果并不理想。這種情況下,在ADC輸入上看到的信號呈現出巨大的峰值,因為大輸入阻抗從采樣電容器吸取電流,從而導致對電容器充電需要大量的電流。如果在轉換器的采集時間tACQ內穩定下來,便不會出現問題。但是,如果沒有在tACQ內穩定到0.5最低有效位 (LSB) 以下,則會損耗精度。

圖2顯示了驅動一個高精度ADC的建議電路。CSH為ADC內部的采樣電容,而RSW為采樣開關的導通電阻(通常低到可以忽略不計)。轉換器的采集時間tACQ期間,采樣開關關閉。






圖1 高源阻抗會引起精度損耗




圖2 驅動高精度ADC的建議電路

外部CFLT用于提供充電CSH所需的瞬時電流,其必須至少為20x CSH。一般而言,1nF較為合適。RFLT用于阻止驅動運算放大器承受純電容性負載。這樣,RFLT和CFLT構建起一個時間常量為τ=RFLTCFLT的RC電路。

為了保證所有一切都及時穩定以獲得精確的信號采集,tACQ必須為≥k τ,其中k=ln(2(N+1))。K為一個N位轉換器穩定至0.5LSB要求的時間常量值。由此,您可以確定最大值τ,以及RFLT的值。

選擇驅動運算放大器的關鍵參數是其單位增益帶寬,其必須為 4(1/(2πRFLTCFLT)) 以足夠快地穩定。一些設計人員通常會忘記這個要求,可能選擇一款比要求慢得多的運算放大器,從而得到令人失望的結果。
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