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驱动RC的目的和LTspice仿真设计方案的分析

SARADC驱动电路的设计存在很多困难。操作不当会导致ADC输出代码值的波动范围很大。我上周遇到的情况就是这种情况。与工程师一起查看原理图后,发现该工程师是直接驱动16bit1.5MSARADC的仪表放大器,并且模拟电路直接由DCDC供电。请参考相应的数据表并开玩笑说“由SARADC驱动的三个凹坑都被占用了”,其中两个以前已经讨论过,1)开关电源纹波的影响”“电源抑制比的影响”。开关电源电路中的放大器及其改进方法”。 ; 2)驱动放大器的建立时间不足“放大器建立时间参数模拟”。第三点是,SARADC的输入端缺少RC电路。在“有源滤波器设计中放大器输出阻抗的影响的评估”中提到了该RC电路。它的功能不是过滤! ! !本文将详细讨论驱动RC的使用和设计方法,同时提供方便的设计工具,并结合LTspice进行仿真。 1. SARADC模型和驱动原理SAR ADC输入电路如图4.26(a)所示。在采集阶段,SAR ADC的开关SW +和SW-接地(GND),独立的电容开关矩阵连接到输入端子,以INx-输入端子捕获INx +模拟信号。当采集完成并进入转换阶段时,将开关SW +和SW-断开,将独立的电容开关矩阵连接到接地输入,并将INx +和INx-输入之间的差分电压施加到输入比较器将导致比较器不平衡,并且权重取决于次级系统。电压变化可实现数字转换。图4.26 SAR ADC输入电路和模型简化的SAR ADC模型如图4.26(b)所示。当开关S1闭合并且S2断开时,输入信号Vin对电容器CADC充电,并且当电容器电压VADC达到输入信号Vin电压时,采样结束。进入转换阶段。图4.27 SAR ADC驱动电路的VADC波形如图4.28(a)所示。因此,需要驱动电路以对电容器CADC尽快充电。驱动电路需要由一个放大器和一个输出RC组成,如图4.27所示。当S1闭合时,CADC不充电,并且VIN电压立即向下反冲,如图4.28(b)所示。当放大器和CFILT一起向CADC提供电荷,并且VADC电压逐渐上升到与输入电压VIN相同时,输入采集阶段就完成了。图4.28采集阶段的Vin和VADC电压,其中VREF是参考源的参考电压值,n是ADC位数。根据工程经验,当从VADC进行反冲恢复到VIN电压小于LSB电压的0.5倍时,它被定义为采集时间tACQ,可以在ADC数据手册中找到。在ADC驱动过程中,所选的RC参数需要满足采集时间,时间常数和建立时间的关系,如公式4-22所示。根据公式4-22确认RC参数值,但以上推论并未考虑以下问题:1)ADC采样的带宽为公式4-23。因此,RC参数的选择通常需要在带宽和采集时间之间进行多次迭代计算。 2)在实际放大器的参数中,不能忽略开环输出阻抗的影响,并且需要将RFILT与输出阻抗结合起来。 3)由于ADC内采样电容器的非线性,当RFILT值变大时,将导致ADC采样失真,这无法通过降低采样率来改善。因此,设计SAR ADC驱动器的有效方法仍然是使用辅助工具和LTspice仿真软件。 2.将SRAADC驱动辅助工具用于ADI官方网站的精密信号链设计工具界面中,然后选择“ ADCDriver”。进入ADC驱动工具窗口。如图4.29(a)所示,在“ ADC”栏中选择ADC模型。项,然后输入采样率值和参考电源电压值。在“驱动程序”中,项,选择放大器的型号和电路结构,然后输入增益值,反馈电阻值和工作电压值。在“输入”菜单中选择输入信号类型和输入频率值。物品。在“过滤”中,项,输入RC参数值。查看“电路”中的电路结构图。窗户