ZHCSF43C May 2016 – April 2026 REF60
PRODUCTION DATA
7.3 基准压降测量
许多应用（例如事件触发型和多路复用型数据采集系统）要求 ADC 的第一次转换就具备 18 位或更高的精度。这类数据采集系统以突发模式采集数据，因此也称为突发模式数据采集系统。使用传统的电压基准很难为第一个样本实现 18 位精度，因为电压基准压降会限制前几次转换的精度。REF60xx 集成了 ADC 驱动缓冲器，确保在与 ADS8881 配合使用时，即使在满吞吐量下，基准压降在 18 位精度下也小于 1LSB。图 7-5 和图 7-6 分别展示了 REF60xx 在正负满量程输入下驱动 ADS8881 的 REF 引脚时的输出压降。
| REF6050 驱动在 1MSPS 下工作的 ADS8881 的 REF 引脚， | ||
| ADS8881 输入为正满量程 |
| REF6050 驱动在 1MSPS 下工作的 ADS8881 的 REF 引脚， | ||
| ADS8881 输入为负满量程 |
以 18 位精度直接测量基准压降可能具有挑战性。因此，图 7-5 和图 7-6 中的图是通过处理 ADC 的输出代码获得的。ADC 输出代码可由以下公式计算得出：
如果输入电压保持恒定，则通过监测 ADC 输出代码 C 来计算 VREF。由于 ADC 的固有噪声，ADC 代码通常有 6 到 7 个 LSB 的代码波动范围。要测量基准压降，必须大幅降低此噪声。降噪是通过多次对输出代码求平均值来实现的，如下一段所述。
图 7-7 展示了用于测量基准压降的设置。输出 ADC 代码使用现场可编程门阵列 (FPGA) 采集，并在个人计算机上进行了后处理。THS4521 的输入（以及进而 ADS8881 的输入）是恒定的直流电压（接近正或负满量程，因为这是从 REF 引脚汲取电荷的最坏情况）。直流源必须具有极低的噪声。REF60xx 器件上电并稳定后，FPGA 向 ADS8881 发送命令以突发方式采集数据。ADS8881 最初处于空闲模式 100ms。然后 FPGA 向 ADS8881 发送命令，以 1MSPS 执行 100 次转换。与这 100 次转换（一次数据突发）相对应的 ADC 代码存储在 1,000 × 100 维数组中的第一行。此操作重复 1,000 次，每次突发对应的数据存储在 1,000 × 100 维数组的一个新行中。最后，对该数组中的每列求平均值，得到包含 100 个元素的最终数据集。由于大部分噪声已通过求平均值消除，这个最终数据集的代码波动范围现在远小于 1LSB。该数据集绘制在一幅图上，其中 X 轴 = 列号（每个列号对应于 1µs 的时间，因为采样率为 1MSPS），Y 轴 = ADC 输出代码，从而获得基准压降测量值。
图 7-7 突发模式测量设置