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正确理解AD转换器的输入

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模拟/数字技术

正确理解AD转换器的输入
发布日期:2009-3-16 15:24:34 文章来源:搜电 浏览次数: [pic]126
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许多嵌入式应用都会用到A/D转换器。然而,如果错误连接了A/D转换器输入端的电路,
就会无意识的破坏A/D转换的测量。 
 
    
图1是A/D转换器和集成采样保持(S/H)电路的典型应用实例。这是一个非常简单的应用,
几乎不可能出现错误连接。然而它确实是错误的,由此检测到的A/D转换器的数值将低于
预期的数值。
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图 1:A/D转换器的典型应用

       
要了解错在哪里,我们就得先检查采样保持电路。如今的采样保持电路远比图例中的电
路要复杂得多,但基本的原理还是相同的。在采样过程中开关处于闭合状态,并对采样
电容进行充电。为了保护外部电路,防止由于电容突然与自己的输出相连而对外部电路
形成冲击,我们在片上集成了一个模拟缓冲器。我们在理论设计和图纸设计时都会用到
理想的缓冲器,但真实的电子世界里并不存在这样的理想状况。在这里,缓冲器更像是
一个阻抗变换器,它会把自己输出端电容量的变化转化为其输入端电容量的变化。
A/D转换器的输入端与一个外部放大器相连。由于采样过程非常迅速,比外部放大器的带
宽快得多,因此无论A/D转换器的输入端怎样变化,都不受外部放大器的影响。
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图 2:A/D输入端的等效电路
        
图2是一个等效电路,它使我们能够了解整个采样过程。在采样发生前,PCB导线和芯片
引脚的组合电容(CT +
CP)被充电为输入电压VIN。在采样时,由片上输入缓冲器的电容与放电的采样保持电容
合并而成的(CX),与这些组合电容处于并联状态,因此输入引脚的电压将下降。在这种
情况下,唯一能向这些电容器传递更多电荷并抬高输入电压的器件就只有外部放大器,
但它……
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