在使用 C2000 实时 MCU 设计系统时，评估驱动 ADC 的输入电路以实现适当的稳定是必要的步骤。稳定不足会导致各种采样问题，常见问题是信号失真和存储器串扰。本应用报告探讨了 TI 高精度实验室 - SAR ADC 输入驱动器设计关于 ADC 输入稳定的视频系列（包含八个部分）中介绍的方法（在 C2000 实时 MCU 上 ADC 的特定上下文中）。

要将检测到的模拟电压转换为数字转换结果，ADC 必须首先准确地将施加的输入电压捕获到其采样保持电路 (S+H) 中。如图 1-1 所示，这需要在配置的采集窗口时间（也称为 S+H 时间）内将内部 ADC S+H 电容器 (C_h) 充电至所施加电压的某个可接受容差（通常为 0.5LSB）范围内。

图 1-1 ADC S+H 电容器的稳定

考虑到外部 ADC 驱动器电路的有限带宽和稳定时间以及内部 ADC S+H 电路的稳定时间，快速将 C_h 充电至所施加电压的过程会变得复杂。在图 1-1 中，驱动器显示为具有有限带宽的运算放大器 (OPA320)，驱动器电路也有意放置了源电阻 (R_s) 并有意放置了源电容 (Cs)，其有限的稳定时间由 RC 时间常数决定。请注意，其他电路拓扑可用于驱动 ADC，这些电路可能具有额外的元件，需要对这些元件进行建模以确保适当的稳定时间。这些元件可能包括无意寄生效应，例如传感器的输出阻抗或分压器的有效源电阻。从图 1-1 还可以看到，ADC 具有内部寄生开关电阻 (R_on)。这与 C_h 一起提供了一个会限制稳定速度的额外 RC 时间常数。

一旦将电压捕获到 S+H 电容器中，ADC 就会在转换阶段将该电压转换为数字转换结果。然后，CPU 可以使用该结果来控制或监测系统。但是，如果由于稳定误差而导致捕获的电压不能准确地表示施加的电压，那么即使 ADC 转换过程一切顺利，最终转换结果也会存在误差。

这些稳定误差的表现形式各不相同，具体取决于 ADC 是重复对同一通道进行采样还是按顺序扫描多个通道。稳定误差的表现形式也会因采集阶段开始时 S+H 电容器上的起始电压而有所不同。一些 ADC 架构实现方案的起始 S+H 电压接近上一次采样的电压，而另一些架构通常在采集阶段开始时使用已经过放电的 S+H 电容器。

以下工具和材料对于 ADC 驱动器电路设计和输入稳定评估非常有用。

TI 为 TI 客户提供 PSpice for TI 应用，以便利用 TI 产品轻松对电路进行基于 SPICE 的仿真。本应用报告利用该程序来评估电路稳定性能。确保下载并安装该应用程序，然后再继续。

工具文件夹链接：PSpice ®for TI

PSpice for TI 培训系列链接：探索 PSpice for TI

TI E2E 支持论坛链接：欢迎来到 TI E2E 设计支持论坛

Cadence PSpice for TI 论坛链接：欢迎来到 PSpice 论坛

TI 高精度实验室提供了一个由八个部分组成的出色视频系列，该视频系列演示了如何设计 SAR ADC 的输入驱动器。查看该材料将有助于进一步了解基于高速运算放大器的信号调节设计过程和选项。

视频培训系列链接：TI 高精度实验室 - SAR ADC 输入驱动器设计

模拟工程师的计算器工具提供了各种非常有用的基于 GUI 的计算选项卡，以协助完成常见的模拟电路设计任务。高速运算放大器设计方法利用“Data Converters”➔“ADC SAR Drive”计算器。

工具文件夹链接：模拟工程师计算器

用于设计理想 ADC 输入驱动器的 TI 高精度实验室 - SAR ADC 输入驱动器设计方法可细分为以下步骤。后续各节将讨论如何将这些步骤应用于 C2000 ADC。

1. 选择 ADC。
2. 查找最小运算放大器带宽和 RC 滤波器范围。
3. 选择运算放大器。
4. 验证运算放大器模型。
5. 构建 ADC 输入模型。
6. 通过仿真优化 RC 滤波器值。
7. 执行最终仿真

假设您已选择一款具有一个或多个集成 ADC 模块的基于 C28x 的微控制器。C28x 产品搜索可用于选择 MCU：C2000 实时控制 MCU - 产品和 C2000 外设指南列举了不同器件上的外设（包括 ADC）之间的区别：C2000 实时控制 MCU 外设参考指南

选择 C2000 器件后，您应在特定于器件的数据手册中找到以下信息，然后再继续。