优化逐次逼近ADC基准电压源设计:挑战与解决方案
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更新于2024-09-01
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本文主要研究的是基于精密逐次逼近型ADC(Analog-to-Digital Converter)的基准电压源设计。高分辨率的ADC性能高度依赖于基准电压源的精度、稳定性和驱动能力。逐次逼近型ADC在工作过程中,基准电压输入端的开关电容会形成动态负载,这要求基准电压源电路能够处理与时间(转换周期)和吞吐速率(采样频率)相关的电流变化。
在ADC转换期间,例如16位的AD7980逐次逼近型ADC,基准电压输入处的电流峰值可高达2.5mA,这对基准电压源的电流供应能力提出了严峻考验。为了减小电流尖峰对基准电压的影响,通常会在基准电压输入附近放置一个高容量、低等效串联电阻(ESR)的储能电容,如10微法(µF)或更大,以平滑电流负载并减轻基准电压源的压力。然而,过大的电容可能导致稳定性问题,因为它们可能储存过多的电荷,从而影响基准电压的稳定性。
基准电压源的设计挑战包括确保在高吞吐率下提供足够的平均电流,例如AD7980在1MSPS下典型基准电流为330微安(μA),同时还要避免基准电压在转换间歇期下降过多。为了实现最佳性能,许多ADC芯片虽然内置了基准电压源和缓冲器,但在某些情况下,外部基准电压源电路仍然是优化性能的关键。
此外,设计者还需考虑功耗控制,因为在两次转换之间基准电压源应尽量不消耗电流。基准电压源电路的噪声抑制也是设计中的重要因素,因为基准电压的稳定性直接影响到整个ADC的信号质量。本文深入探讨了这些设计挑战,旨在为高精度ADC的基准电压源开发提供理论指导和技术支持,对于提高ADC的整体性能和可靠性具有重要的实践价值。
2020-08-28 上传
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