ZHCACF6A february   2021  – march 2023 TMS320F2800132 , TMS320F2800133 , TMS320F2800135 , TMS320F2800137 , TMS320F2800152-Q1 , TMS320F2800153-Q1 , TMS320F2800154-Q1 , TMS320F2800155 , TMS320F2800155-Q1 , TMS320F2800156-Q1 , TMS320F2800157 , TMS320F2800157-Q1 , TMS320F280021 , TMS320F280021-Q1 , TMS320F280023 , TMS320F280023-Q1 , TMS320F280023C , TMS320F280025 , TMS320F280025-Q1 , TMS320F280025C , TMS320F280025C-Q1 , TMS320F280033 , TMS320F280034 , TMS320F280034-Q1 , TMS320F280036-Q1 , TMS320F280036C-Q1 , TMS320F280037 , TMS320F280037-Q1 , TMS320F280037C , TMS320F280037C-Q1 , TMS320F280038-Q1 , TMS320F280038C-Q1 , TMS320F280039 , TMS320F280039-Q1 , TMS320F280039C , TMS320F280039C-Q1 , TMS320F280040-Q1 , TMS320F280040C-Q1 , TMS320F280041 , TMS320F280041-Q1 , TMS320F280041C , TMS320F280041C-Q1 , TMS320F280045 , TMS320F280048-Q1 , TMS320F280048C-Q1 , TMS320F280049 , TMS320F280049-Q1 , TMS320F280049C , TMS320F280049C-Q1 , TMS320F28075 , TMS320F28075-Q1 , TMS320F28076 , TMS320F28374D , TMS320F28374S , TMS320F28375D , TMS320F28375S , TMS320F28375S-Q1 , TMS320F28376D , TMS320F28376S , TMS320F28377D , TMS320F28377D-EP , TMS320F28377D-Q1 , TMS320F28377S , TMS320F28377S-Q1 , TMS320F28378D , TMS320F28378S , TMS320F28379D , TMS320F28379D-Q1 , TMS320F28379S , TMS320F28384D , TMS320F28384D-Q1 , TMS320F28384S , TMS320F28384S-Q1 , TMS320F28386D , TMS320F28386D-Q1 , TMS320F28386S , TMS320F28386S-Q1 , TMS320F28388D , TMS320F28388S , TMS320F28P650DH , TMS320F28P650DK , TMS320F28P650SH , TMS320F28P650SK , TMS320F28P659DH-Q1 , TMS320F28P659DK-Q1 , TMS320F28P659SH-Q1

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1引言
    1. 1.1 资源
      1. 1.1.1 TINA-TI 基于 SPICE 的模拟仿真程序
      2. 1.1.2 PSpice for TI 设计和仿真工具
      3. 1.1.3 应用报告：C2000 MCU 的 ADC 输入电路评估
      4. 1.1.4 TI 高精度实验室 - SAR ADC 输入驱动器设计系列
      5. 1.1.5 模拟工程师计算器
      6. 1.1.6 TI 高精度实验室 - 运算放大器：稳定性系列
        1. 1.1.6.1 相关应用报告
      7. 1.1.7 TINA-TI ADC 输入模型
  4. 2电荷共享概念
    1. 2.1 传统高速 ADC 驱动电路
    2. 2.2 高速 ADC 驱动电路中更大的 Cs
    3. 2.3 ADC 驱动电路中非常大的 Cs
    4. 2.4 电荷共享工作原理
    5. 2.5 采样率和源阻抗与跟踪误差之间的关系
    6. 2.6 跟踪误差的分析解决方案
    7. 2.7 多路复用 ADC 中的电荷共享
    8. 2.8 电荷共享电路的优点
    9. 2.9 电荷共享电路的缺点
  5. 3电荷共享设计流程
    1. 3.1 收集所需的信息
    2. 3.2 确定 Cs 容值
    3. 3.3 验证采样率、源阻抗和带宽
    4. 3.4 对电路建立性能进行仿真
    5. 3.5 输入设计工作表
  6. 4电荷共享电路仿真方法
    1. 4.1 仿真元件
      1. 4.1.1 Vin
      2. 4.1.2 Voa、Voa_SS 和 Verror
      3. 4.1.3 Rs、Cs 和 Vcont
      4. 4.1.4 Ch、Ron 和 Cp
      5. 4.1.5 S+H 开关、放电开关、tacq 和 tdis
    2. 4.2 配置仿真参数
    3. 4.3 运算放大器稳态电压仿真
    4. 4.4 测量建立误差
    5. 4.5 扫描源电阻
  7. 5电路设计示例
    1. 5.1 示例 1：确定最大采样率
      1. 5.1.1 示例 1：分析
      2. 5.1.2 示例 1：仿真
      3. 5.1.3 示例 1：工作表
    2. 5.2 示例 2：添加运算放大器
      1. 5.2.1 示例 2：分析
      2. 5.2.2 示例 2：仿真
      3. 5.2.3 示例 2：工作表
    3. 5.3 示例 3：更低的建立目标
      1. 5.3.1 示例 3：分析
      2. 5.3.2 示例 3：仿真
      3. 5.3.3 示例 3：工作表
    4. 5.4 示例 4：分压器
      1. 5.4.1 示例 4：分析
      2. 5.4.2 示例 4：仿真
      3. 5.4.3 示例 4：工作表
  8. 6总结
  9.   A 附录：ADC 输入建立动因
    1.     A.1 ADC 输入建立的机制
    2.     A.2 稳定不足的症状
      1.      A.2.1 失真
      2.      A.2.2 存储器串扰
      3.      A.2.3 精度
      4.      A.2.4 C2000 ADC 架构
  10.   参考文献
  11.   修订历史记录

2.5 采样率和源阻抗与跟踪误差之间的关系

基于高速运算放大器的 ADC 信号调节电路的设计人员需要权衡建立速度与运算放大器带宽和外部元件尺寸。源电容值满足电荷共享标准可确保，无论源阻抗如何，都可以使用最小 ADC S+H 窗口持续时间。然而，这会产生需要优化的新权衡：采样率和源阻抗与跟踪误差。

当 ADC 采样速度相对于电源在采样间隔时间内通过 Rs 对 Cs 充电的能力而言过快时，会在样本之间发生显著的跟踪误差。可以通过对电路进行仿真来说明这一点，如图 2-3 所示。图 2-4 显示了该仿真的结果：锯齿波形中的每次降压都是由于 ADC 采样引起的电荷均衡。在这种情况下，第一次采样会使引脚上的电压下降约 0.5LSB，从而实现良好的直流输入电压采样。然而，在进行下一次采样之前，外部电源只能部分地为 Cs 充电。后续的每次采样都会释放 Cs 上的部分电荷。最终，当引脚电压和源电压之间的差值增加到足以在采样间隔时间内驱动 0.5LSB 的恢复时，就会达到平衡。在图 2-4 的仿真结果中，在大约 3.5mV 的跟踪误差下达到平衡。

GUID-ADF2C2B0-8080-44E1-BB5D-21FEB8FAB469-low.png图 2-3 具有 1kΩ Rs 和 100kHz 采样率的 ADC 输入电路
GUID-6EFA04F8-E32D-4BDA-8287-C08CE2E255BB-low.png图 2-4 1kΩ Rs 和 100kHz 采样率的仿真结果

建立误差目标通常设置为 0.5LSB，但应用可能允许更大或更小的建立误差。如果采用 1LSB 的目标建立误差，则前面的示例电路仍然远超出目标范围，该示例电路具有 0.5LSB 的电荷共享误差加上 3.5mV（约 5LSB）的跟踪误差。要使跟踪误差处于容差范围之内，需要降低采样率或降低源阻抗 Rs（或同时降低这两者）。

图 2-5 和图 2-6 表明，通过显著降低源阻抗或采样率，可以使跟踪误差与电荷均衡误差的大小相似，从而使总体建立误差处于 1LSB 的目标范围之内。

GUID-EA035536-4BF7-47EA-992A-128451ED3BF7-low.png图 2-5 100Ω Rs 和 100kHz 采样率的仿真结果
GUID-F3CB68C0-3946-4BB6-A53D-3E07578C2737-low.png图 2-6 1kΩ Rs 和 10kHz 采样率的仿真结果
注： 上面的示例显示了采用 S+H 电容器的直流源电压，该电容器的初始状态始终是完全放电至 0V。这使得产生的跟踪误差看起来像 ADC 输入引脚下降至较低的电压。对于交流输入信号，引脚上的电压将滞后于施加的电压。如果 S+H 电容器的初始电压不是 0V（在多路复用 ADC 中可能出现该情况），则引脚电压将被拉向其他电压（可能是多路复用采样序列中先前采样的通道）。