《電子技術應用》
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吸收電流峰值和噪聲的解決方案
摘要: 當您在系統(tǒng)中使用一個8到14位模數(shù)轉換器(ADC)時,理解轉換器的電壓參考通路至關重要,。圖1所示為一款可適應ADC參考輸入動態(tài)的電路,。
Abstract:
Key words :

當您在系統(tǒng)中使用一個 8 到 14 位模數(shù)轉換器 (ADC) 時,,理解轉換器的電壓參考通路至關重要,。圖 1 所示為一款可適應 ADC 參考輸入動態(tài)的電路,。圖中,,電壓參考芯片為轉換過程和電容器 CL1 提供電壓基底 (voltage-foundation),,旨在吸收 ADC 的內部參考電路 [REF 1] 電流峰值和濾波器參考噪聲,。本電路中,,不僅僅降低電壓參考噪聲很重要,對內部電壓參考放大器穩(wěn)定性進行平衡也很重要,。

  

圖1:在參考和ADC之間安裝有低通濾波器的8到14位模數(shù)轉換器的串聯(lián)電壓參考電路,。(電子系統(tǒng)設計)

 

  圖1:在參考和ADC之間安裝有低通濾波器的8到14位模數(shù)轉換器的串聯(lián)電壓參考電路。

  利用該電路解決噪聲問題時,,ADC 傳輸函數(shù)(方程式1)表明了電壓參考噪聲的作用,。

  (方程式 1):

  

方程式 1(電子系統(tǒng)設計)

 

  公式中,VIN 為 ADC 的輸入電壓,,N 為 ADC 位數(shù),,而 VREF 為 ADC 的參考電壓。VREF 變量包括所有與參考芯片相關的誤差,,例如:精確度,、溫度變化、噪聲等,。任何情況下,,參考誤差都會成為 ADC 系統(tǒng)增益誤差的一部分。

  您可以利用系統(tǒng)處理器或控制器,,對這些誤差中的大多數(shù)進行校準,。如果您正從 ADC 負滿量程到正滿量程對數(shù)個點進行測量,則您會在這些誤差中看到增益誤差,,其與轉換器的輸入電壓有關,。您無法利用處理器或控制器進行校準的誤差是噪聲。圖 2 中,,您會看到,,轉換器輸出端的參考噪聲隨模擬輸入電壓不斷增加。

  

圖2:電壓參考和 ADC 噪聲對轉換器輸出碼的影響,。(電子系統(tǒng)設計)

 

  圖2:電壓參考和 ADC 噪聲對轉換器輸出碼的影響,。

  大多數(shù)電壓參考數(shù)據(jù)表都有一個 0.1 到 10Hz 頻率范圍的輸出電壓噪聲規(guī)范。一些廠商提供了電壓參考輸出噪聲密度規(guī)范,。這種規(guī)范一般用于寬頻帶區(qū)域噪聲,,例如:10kHz 的噪聲密度等。無論廠商如何規(guī)定其參考噪聲,加裝低通濾波器均可降低參考輸出的總噪聲,。您可以利用一個電容器和電容器的等效串聯(lián)電阻 (ESR) 來設計這種濾波器(參見圖 1),。您也可以通過使用參考文獻 2 中建議的相同技術方法來確保設計的穩(wěn)定性。

  圖 1 顯示了我們設想中配置了 8 到 14 位轉換器的參考系統(tǒng)的完整電路圖,。該系統(tǒng)的電壓參考精確度很重要;但是,,您可以使用任何硬件或者軟件來對初始誤差進行校準。另一方面,,吸收 ADC 參考引腳上電流峰值的同時消除或減少參考噪聲,,要求具備一定程度的特性描述和硬件濾波技巧。

  下次,,我們將研究和設計一款適合 16 位及以上轉換器的電壓參考電路,。

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