ZHCAEN0A October   2024  – November 2025 MSPM0C1103 , MSPM0C1103-Q1 , MSPM0C1104 , MSPM0C1104-Q1 , MSPM0C1105 , MSPM0C1106 , MSPM0C1106-Q1 , MSPM0G1105 , MSPM0G1106 , MSPM0G1107 , MSPM0G1505 , MSPM0G1506 , MSPM0G1507 , MSPM0G1518 , MSPM0G1519 , MSPM0G3105 , MSPM0G3105-Q1 , MSPM0G3106 , MSPM0G3106-Q1 , MSPM0G3107 , MSPM0G3107-Q1 , MSPM0G3505 , MSPM0G3505-Q1 , MSPM0G3506 , MSPM0G3506-Q1 , MSPM0G3507 , MSPM0G3507-Q1 , MSPM0G3518 , MSPM0G3518-Q1 , MSPM0G3519 , MSPM0G3519-Q1 , MSPM0H3216 , MSPM0H3216-Q1 , MSPM0L1105

 

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  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1ADC 简介
    1. 1.1 SAR ADC 工作原理
    2. 1.2 ADC 参数
      1. 1.2.1 静态参数
      2. 1.2.2 动态参数
        1. 1.2.2.1 交流参数
        2. 1.2.2.2 直流参数
  5. 2ADC 噪声分析
    1. 2.1 ADC 噪声分类
      1. 2.1.1 ADC 噪声
      2. 2.1.2 基准噪声
      3. 2.1.3 电源噪声
      4. 2.1.4 ADC 输入噪声
      5. 2.1.5 时钟抖动
    2. 2.2 如何降低噪声
      1. 2.2.1 通过 RC 滤波降低输入噪声
      2. 2.2.2 布局建议
      3. 2.2.3 提高信噪比
      4. 2.2.4 选择合适的基准电压源
      5. 2.2.5 软件降噪法
  6. 3ADC 过采样
    1. 3.1 采样速率
    2. 3.2 提取法
    3. 3.3 应用条件
  7. 4基于 MSPM0 的 ADC 应用
    1. 4.1 MSPM0 的 ADC 配置
    2. 4.2 基于 MSPM0G3507 ADC EVM 板的 ADC 直流测试
      1. 4.2.1 软件/硬件配置
        1. 4.2.1.1 硬件
        2. 4.2.1.2 软件
      2. 4.2.2 测试结果
      3. 4.2.3 结果分析和结论
  8. 5修订历史记录

基准噪声

ADC 输出的常用计算公式为:

因此,叠加在基准电压上的噪声将直接影响输出电压。基准电压噪声可以转换为累积在输出电压上的形式:

方程式 13.                 Output Code=VIN(RMS)*2NVREF+VN,REF(RMS))
  • 将分子和分母除以 VREF,得到:
    方程式 14.                 Output Code=VIN(RMS)VREF*2N1+VN,REF(RMS)VREF
  • 简化得出:
    方程式 15.                Output Code=VIN(RMS)*2NVREF*(1-VN,REF(RMS)VREF)
  • 将上述公式分为求和形式,如下:
    方程式 16.             Output Code=VIN(RMS)*2NVREF-VIN(RMS)*2N*VN,REF(RMS)VREF2

    因此,叠加在输出电压上的噪声电压形式为:

    方程式 17.                 VN,REF=VIN(RMS)VREF*VN,REF(RMS)

    它与输入电压与基准电压之比(即满量程利用率)有关。输入的满量程利用率越高,叠加在 ADC 输出上的基准电压噪声就越大。

考虑到噪声对 ADC 有效分辨率的影响,由于有效分辨率的 Vin 值比基准噪声中的 Vin 值低,且 ADC 的内部噪声通常是恒定的,与 ADC 输入无关,因此增大 ADC 输入电压可以提高 ADC 噪声影响下的有效分辨率,但不会影响基准电压噪声影响下的有效分辨率。

要降低基准电压噪声,可以在将基准电压添加到 ADC 之前添加一个 RC 滤波级,来滤除一些高频噪声。也可以选择适当的外部或内部基准电压来降低基准电压噪声的影响。

表 2-1 比较了几种不同基准电压的优缺点。

表 2-1 不同 ADC 基准电压的优缺点
基准电压优点缺点
内部
  • 缩小 PCB 面积 + 降低功耗和成本
  • 适用于多种应用
  • 噪声较高(相对)
  • 漂移较高(相对)
外部
  • 基准噪声和漂移更低
  • 降低接地对电源电压和基准电压的影响(通过将 REFN 和 AIRN 直接连接以及单点接地)
  • 功耗一般较高
  • 增加成本和布板空间
  • REF 和 ADC 噪声不相关