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 , TMS320F28P659DK-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

2.6 跟踪误差的分析解决方案

在电荷共享设计中，总建立误差由两个误差分量组成：电荷共享误差和跟踪误差。电荷共享误差由源电容 Cs 和 ADC 内部 S+H 电容 CH 的相对大小决定。跟踪误差取决于源在采样间隔时间内通过外部源电阻 Rs 对 Cs 进行充电的能力。由于充电主要发生在 ADC 采样开关打开时，因此一阶指数 RC 建立模型是合适的，其中 RC 时间常数 τ 由 Rs 和 Cs 决定。

为了简化分析，假定总建立误差预算在电荷共享误差和跟踪误差之间平均分配。在总建立误差预算为 0.5LSB 的情况下，每个子分量的目标值为 0.25LSB。无论误差分量的绝对幅度如何，如果在采样之间的时间内实现 50% 的恢复，则误差分量的幅度相等（相当于大约 0.7 个 RC 时间常数）。处于平衡状态的等效误差幅度如图 2-7 所示。在每次采样开始时，电荷在 Cs 和 CH 之间均衡，从而导致 0.25LSB 的压降。然后，在下一次转换之前，引脚电压会以指数方式向施加的直流电压充电。从 0.5LSB 恢复到 0.25LSB 需要 50% 的建立时间。

GUID-2C83159A-722B-4BBF-8451-76FFD4094708-low.gif图 2-7 采用直流输入时的电荷共享稳态

由于误差分量相等的标准需要 0.7 个时间常数，因此以下公式确定了给定固定源阻抗的近似最大采样率：

方程式 5. fs ≤ 1 / (0.7⋅RsCs)

或者，如果需要特定的采样率，可以变换上述公式以得到已知采样率的最大源阻抗：

方程式 6. Rs ≤ 1 / (0.7⋅fsCs)

例如，当电路中的 CH 为 12.5pF、目标采样率为 10ksps，并且在 12 位分辨率下的建立误差为 0.5LSB 时，要获得 0.25LSB 的电荷共享误差，Cs 将设置为大约 12.5pF⋅(4096/0.25) = 204.8nF。这将得到如下最大源阻抗：

方程式 7. Rs ≤ 1 / (0.7⋅10kHz⋅204.8nF)
方程式 8. Rs ≤ 698Ω
注： 如果最大采样率不符合应用要求，则可以添加运算放大器，以将现有源电阻与电路隔离。然后应选择足够大的 Rs，以确保运算放大器在驱动 Cs 时保持稳定。该运算放大器的带宽还应至少为由 Rs 和 Cs 决定的 RC 时间常数的 4 倍。