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夺得电压参阅电路的金牌

在您努力想要找到正确的电压参考设计时,高分辨率混频信号器件会带来一个有趣的挑战。

在您尽力想要找到正确的电压参阅规划时,高分辨率混频信号器材会带来一个风趣的应战。虽然没有一款合适一切电压参阅规划的通用解决方案,可是 1 所示电路仍是为您的 16 位以上的转化器供给了一款不错的解决方案。
1 16 位以上ADC电压参阅电路
高分辨率转化器存在的一些问题是电压参阅噪声、安稳性,以及该参阅电路驱动转化器电压参阅引脚的才能。R1、C2 和 C3 无源滤波器随电压参阅噪声急剧下降。这种低通滤波器的转角频率为 1.59Hz。该滤波器可削减宽带噪声和极低频噪声。附加 R-C 滤波器使噪声水平降至20位ADC的可控规模以内。这一成果令人鼓舞。可是,假如电流遭到拉力,从 ADC 参阅引脚流经 R1,则压降会损坏转化,由于每个位断定 (bit decision) 都有一次压降(请拜见参阅文献 1)。
图 1 所示电路图有一个运算放大器 (op amp),旨在“阻隔”C2、R1 和 C3 低通滤波器,并为 ADC 的电压参阅引脚供给满足的驱动力。25℃ 时,CMOS 运算放大器 (OPA350) 的输入偏置电流为 10 pA。这一电流与 R1(10 kΩ)一起发生一个 100 nV 的安稳 DC 压降。这种水平的压降不会改动 23 位 ADC 的终究位断定。运算放大器的输入偏置电流随温度改动而改动,这是实际情况,但在 125℃ 温度下您能够估计一个不超越 10 nA 的最大电流值,其在 100℃ 温度规模发生 100 μV 的改动。
咱们需求将 R1 的这种压降考虑进来。该压降会添加电压参阅器材的差错。假定电压参阅电路的初始差错为 ±0.05%,且差错温度为 3 ppm/℃。参阅电压为 4.096 伏时,室温下初始电压参阅差错等于 2.05 mV,125℃ 时添加 1.23 mV。1 所示电路中,跟着运算放大器偏移和输入偏置电流差错的改动,参阅电压器材占主导地位。衔接至图 1 所示电路的 ADC,接受的差错是参阅电压、R1 和 OPA350(增益差错)所发生差错的和。
运算放大器驱动一个10 μF 电容器 (C4) 和 ADC 的电压参阅输入引脚。坐落 C4 上的电荷供给 ADC 转化期间所需的电荷。在 AD C的数据收集和转化期间,C4 容量的巨细为 ADC 的参阅引脚供给一种安稳的电压参阅,其一般具有约 2 到 50 pF 的输入%&&&&&%。
1 所示电路中,需求留意的最终一点。C4 和运算放大器开环输出电阻 (RO) 改动放大器的开环增益 (AOL) 曲线时,您能够对放大器的安稳性做折中处理。参阅文献 2 中的评论说明晰找出这一问题的进程。基本上而言,具有较好安稳性的电路是改善运算放大器 AOL 曲线和闭环电压增益曲线的闭合速率为 20dB 的电路。
2 1 所示OPA350 缓冲频率响应
该安稳电路中,极点和零点的频率方位核算如下,其间 OPA350 的开环输出电阻为 50Ω (RO),而 C4 (RESR) 的 ESR 为 2 mΩ。
(796k 变为 78k)
参阅文献:
  • 《提高混频信号电压参阅》,作者:Baker, Bonnie
  • 《只需运用一个 100Ω 电阻器》,作者:Baker, Bonnie

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