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集成斩波放大器的ADC转换器失调误差和输入阻抗之间的关系及计算方法

2017-09-12 | rar | 0.1 MB | 次下载 | 免费

资料介绍

  模数转换器ADC)中集成的缓冲器和放大器通常是斩波

  型。有关这种斩波实现的例子,可参见AD7124-8和AD7779

  数据手册。需要这种斩波技术来最大程度地降低放大器的

  失调和闪烁噪声(1/f),因为与其他工艺(如双极性工艺)相

  比,CMOS晶体管噪声高,难以匹配。通过斩波,放大器

  的1/f和失调转换到较高频率,如图1所示。

  在斩波转换过程中,开关的电荷注入会引起电流尖峰,进

  而使施加于ADC输入端的电压产生方向不定(流入和/或流

  出)的下降或尖峰。压降与连接到ADC输入段的传感器

  输出阻抗成比例。

  平均电流值

  一般而言,数据手册不会提供电流峰值,因为它难以测

  量,而且不会增加任何有意义的信息。该信息之所以无意

  义,是因为缓冲器的斩波频率高于ADC的输入信号带宽。

  因此,输入引脚上添加的低通滤波器(用来消除高于奈奎斯

  特频率的频率或信号音,或用来降低耦合噪声)会对峰值电

  流进行平均,如图2所示。

  用电流表测量输入电流,一端连接到VDD/2,另一端连接

  到ADC的vwin 输入引脚。

  如果电流表连接到其中一个电压轨,由于输入电压裕量的

  关系,测得的电流可能高于数据手册中的规格值。

  输入电流与输入阻抗的关系

  输入阻抗规格对精确计算直流误差没有帮助,因为与ADC

  内部输入阻抗引起的负载效应相比,输入偏置电流是最主

  要的贡献因素。

  有两个规格与输入偏置电流相关:绝对电流和差分电流。

  绝对值(IABSOLUTE)是在任意模拟输入引脚测得的输入电流。

  差分输入电流(IDIFFERENTIAL)是在模拟输入引脚对之间测得的

  电流差。这仅适用于差分输入ADC。

  如何计算直流误差

  输入电流产生一个失调电压(VOFFSET),后者与连接到输入

  引脚的阻抗直接相关。

  如图3所示,产生的失调电压一般为:

  如果用运算放大器等低阻抗源驱动模拟输入引脚,误差将

  不很明显。

  ADC测得的误差取决于施加的输入信号类型,例如是真差

  分输入信号还是伪差分/单端输入信号。

  对于真差分输入信号,假设输入电阻(R)完全匹配,那么

  ADC测得的误差将是由模拟输入引脚对之间的差分输入电

  流引起,如下式所示:

  其中,VADC为ADC输入电压

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