ZHCAAE5B November   2019  – January 2024 LM4040-N , LM4050-N , LM4128 , LM4128-Q1 , LM4132 , LM4132-Q1 , REF102 , REF1925 , REF1930 , REF1933 , REF1941 , REF20-Q1 , REF200 , REF2025 , REF2030 , REF2033 , REF2041 , REF2125 , REF2912 , REF2920 , REF2925 , REF2930 , REF2933 , REF2940 , REF3012 , REF3020 , REF3025 , REF3030 , REF3033 , REF3033-Q1 , REF31-Q1 , REF3112 , REF3120 , REF3125 , REF3130 , REF3133 , REF3140 , REF3212 , REF3212-EP , REF3220 , REF3220-EP , REF3225 , REF3225-EP , REF3230 , REF3230-EP , REF3233 , REF3240 , REF3312 , REF3318 , REF3320 , REF3325 , REF3330 , REF3333 , REF34-Q1 , REF3425 , REF3425-EP , REF3430 , REF3430-EP , REF3433 , REF3433-EP , REF3440 , REF3440-EP , REF3450 , REF35 , REF4132 , REF4132-Q1 , REF5010 , REF5020 , REF5020-EP , REF5020A-Q1 , REF5025 , REF5025-EP , REF5025-HT , REF5025A-Q1 , REF5030 , REF5030A-Q1 , REF5040 , REF5040-EP , REF5040A-Q1 , REF5045 , REF5045A-Q1 , REF5050 , REF5050-EP , REF5050A-Q1 , REF54 , REF6125 , REF6133 , REF6141 , REF6145 , REF6150 , REF6225 , REF6230 , REF6233 , REF6241 , REF6245 , REF6250 , REF70 , TL431LI , TL432LI , TLV431

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 引言
  5. 模数转换器误差
  6. 基准电压直流误差
    1. 3.1 初始精度和焊接漂移
    2. 3.2 温漂
    3. 3.3 线性调节
  7. 直流误差计算
  8. 校准
  9. 基准电压噪声误差
    1. 6.1 1/f 噪声
    2. 6.2 宽带噪声:
    3. 6.3 电源抑制比
    4. 6.4 噪声示例
  10. 动态误差(基准电压驱动能力)
  11. 低功耗应用
  12. 参考文献
  13. 10修订历史记录

动态误差(基准电压驱动能力)

SAR ADC 逻辑在开始数字转换之前首先对输入进行采样。之后,SAR ADC 在适当的上限为每个位转换采样 VREF。因此,电荷重新分配发生在 ADC 基准引脚上的每一次位转换之时。峰值电流的大小与数据转换器的时钟频率成正比。MSB 转换需要的是上限处的最大电荷,LSB 需要的是最小电荷。因此,从 MSB 到 LSB 的转换过程中电流会变化。这种电流变化会根据输出阻抗改变输出。这种变化会转化为非线性误差。

GUID-6E54CC8C-EE73-4007-B6B6-E296ED7C9FBC-low.gif 图 7-1 SAR ADC 采样架构
GUID-07290437-8037-49A3-973A-D56A4FA7FF6D-low.gif 图 7-2 SAR ADC VREF 电流消耗

图 7-2 显示了当 REF3433-Q1 用作基准并且采样 (CS) 频率为 2MHz 和 64MHz 时钟频率时,AVDD(基准引脚)处 12 位 TI SAR AD7049 在 1V 输入时的瞬态电流图。基准引脚的负载电容为 10µF。电流是通过测量放在基准引脚 ADC 和 REF3433Q 之间 500Ω 阻抗的压降来测量的。

每次转换的时间段为 0.5µs。数据转换发生在从 MSB 到 LSB 的第 3 个时钟到第 14 个时钟之间(这是一个周期的前半部分){参考 – ADC 数据表}。转换期间的每个时钟因电荷再分配而产生电流尖峰。我们可以看到从 MSB 到 LSB 电流尖峰呈非线性变化。SAR ADC 转换过程中基准引脚的最大电流在 1V 输入下为 600µA。此电流随输入幅值而变化。这导致参考器件的输出呈非线性变化,从而在 ADC 输出中引入谐波失真,如白皮书《基准电压对总谐波失真的影响》 所述。

为了提高开关负载驱动能力,必须将电容器放置在距离 SAR-ADC 基准引脚很近的位置。在选择电容时,还必须考虑基准的稳定性。

如果电流需求非常高(如果一个基准驱动多个 ADC),则可以在输出端使用低噪声缓冲器。

另一个需要考虑的是从并联基准输出引脚到 ADC 基准引脚的布线电阻。布线电阻的最大压降必须远小于 LSB/2。布线电阻的压降等于 Rtrace × Imax。这会直接增加负载调节误差。还需要尽可能减小布线长度,以减少布线电感。为了最大限度地减小这种误差,必须将基准放在非常接近 ADC 的 VREF 引脚的位置。如果基准有 VOUT 感应引脚,可通过将输出感应引脚连接到 ADC 的基准引脚来消除布线电阻问题。