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源電阻引起的ADC系統(tǒng)失真分析

2076871 2022-11-18 | pdf | 107.95KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

數(shù)不清的數(shù)據(jù)表和應(yīng)用說(shuō)明已指導(dǎo)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 用戶(hù)使用低源阻抗來(lái)驅(qū)動(dòng)他們的 ADC。然而，這些說(shuō)明通常不會(huì)告訴我們?nèi)绻皇褂玫妥杩箷?huì)發(fā)生什么，以及它會(huì)對(duì)電路性能產(chǎn)生什么影響。本文解釋了理解由輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高源電阻引起的失真源的背后原理和技術(shù)。我們可以通過(guò)查看下面圖 1數(shù)不清的數(shù)據(jù)表和應(yīng)用說(shuō)明已指導(dǎo)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 用戶(hù)使用低源阻抗來(lái)驅(qū)動(dòng)他們的 ADC。然而，這些說(shuō)明通常不會(huì)告訴我們?nèi)绻皇褂玫妥杩箷?huì)發(fā)生什么，以及它會(huì)對(duì)電路性能產(chǎn)生什么影響。本文解釋了理解由輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高源電阻引起的失真源的背后原理和技術(shù)。我們可以通過(guò)查看下面圖 1中的簡(jiǎn)單電路來(lái)了解高源阻抗效應(yīng)的問(wèn)題。它解決了使用簡(jiǎn)單分壓器將 ±10V 信號(hào)縮放為 0 至 5V ADC 輸入的常見(jiàn)需求。圖 1. 使用簡(jiǎn)單的分壓器縮放 ADC 輸入。中的簡(jiǎn)單電路來(lái)了解高源阻抗效應(yīng)的問(wèn)題。它解決了使用簡(jiǎn)單分壓器將 ±10V 信號(hào)縮放為 0 至 5V ADC 輸入的常見(jiàn)需求。圖 1. 使用簡(jiǎn)單的分壓器縮放 ADC 輸入。對(duì)于該電路，進(jìn)入 ADC 的有效驅(qū)動(dòng)阻抗是從分壓器中看到的戴維寧等效阻抗，它等于分壓器電阻器的并聯(lián)組合。這個(gè)有限的輸入電阻充當(dāng)分壓器，ADC 的輸入阻抗導(dǎo)致低頻增益誤差，對(duì)于該電路，進(jìn)入 ADC 的有效驅(qū)動(dòng)阻抗是從分壓器中看到的戴維寧等效阻抗，它等于分壓器電阻器的并聯(lián)組合。這個(gè)有限的輸入電阻充當(dāng)分壓器，ADC 的輸入阻抗導(dǎo)致低頻增益誤差，如圖 2如圖 2所示。所示。圖 2. 有限輸入阻抗導(dǎo)致的誤差電流和電壓。圖 2. 有限輸入阻抗導(dǎo)致的誤差電流和電壓。除了增益誤差之外，這個(gè)有限的輸入電阻還會(huì)導(dǎo)致另外兩個(gè)問(wèn)題。第一個(gè)是穩(wěn)定時(shí)間錯(cuò)誤。這是因?yàn)椴蓸?a target='_blank' class='arckwlink_none'>電容器只允許在采樣周期的一部分（稱(chēng)為采集周期）內(nèi)充電。在此采集期間，由于輸入電阻和輸入采樣電容產(chǎn)生的額外時(shí)間常數(shù)，穩(wěn)定時(shí)間將增加。可以通過(guò)使用以下等式在采集時(shí)間段內(nèi)使用輸入電容和源阻抗查看 RC 時(shí)間常數(shù)的穩(wěn)定來(lái)估計(jì)此誤差：除了增益誤差之外，這個(gè)有限的輸入電阻還會(huì)導(dǎo)致另外兩個(gè)問(wèn)題。第一個(gè)是穩(wěn)定時(shí)間錯(cuò)誤。這是因?yàn)椴蓸与娙萜髦辉试S在采樣周期的一部分（稱(chēng)為采集周期）內(nèi)充電。在此采集期間，由于輸入電阻和輸入采樣電容產(chǎn)生的額外時(shí)間常數(shù)，穩(wěn)定時(shí)間將增加。可以通過(guò)使用以下等式在采集時(shí)間段內(nèi)使用輸入電容和源阻抗查看 RC 時(shí)間常數(shù)的穩(wěn)定來(lái)估計(jì)此誤差：