Page 48 - 手機為什麼還要用「獨立」ISP?
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開關切換頻率,以及採樣點上電壓 的函數,可由下式表示:
其中,C是採樣電容容量,V是 採樣點上的電壓(在本例中表示為 VS),f是採樣開關頻率。這個開關 電流會在採樣點上產生很大的電 流尖峰,如圖2所示。
在設計ADC前面的類比電路 時,必須考慮這種開關電流的影 響。輸入電流通過任何電阻時都會 產生壓降,從而導致ADC的採樣點 處出現電壓誤差。如果輸入節點在 下一個採樣週期之前沒有完全穩 定,還會產生失真。
圖2:用於輸入採樣的一種簡單的開關電容輸入架構。
(來源:Microchip)
迴路增益最大化,從而確保失真 最低。例如,如果一個放大器的開 迴路增益為100dB,並且將閉迴路 增益設計為200或46dB,則只剩下 54dB的開迴路增益裕度來確保線 性度,或約為500分之一。而通常為 了最大限度地提高訊噪比,會在靠 近訊號源的位置設計單獨的高增 益放大電路。
結論
隨著感測器在各種終端市場 中的普及,人們對訊號調節電路的 關注度越來越高,而隨著高解析度 和高速ADC成本的不斷降低,實現 這種性能改進變得更具挑戰性。為 了實現最佳的資料轉換性能,本文 討論的這類ADC驅動器至關重要, 它可將源訊號帶來的失真、雜訊和 穩定時間誤差減小到忽略不計,從 而實現最佳的系統性能。
解決方案:ADC驅動器
路隔離開來。ADC驅動器提供暫 態充電,以確保採樣點在追蹤時間 內穩定下來,從而最大限度地減少 與穩定相關的任何失真。必須注意 ADC驅動器和轉換器的電路板佈 局,確保從驅動器輸出到ADC輸 入的跡線電阻最小。
為充分利用更高解析度、更高 速度的ADC,如何保持感測器訊號 完整性將變得極具挑戰性。隨著 ADC解析度和速度越來越高,感 測訊號失真及雜訊的影響將變得 更加明顯。在ADC採樣速度較高 時,必須確保輸入訊號在採樣發生 之前已經穩定,還要確保尖峰訊號 頻譜不能混疊到有用訊號頻寬內。
大多數ADC驅動放大器還提 供一個引腳,用於共模電壓電平的 調整。此功能非常適合用來確保生 成的差分訊號位於ADC輸入電壓 範圍的中間,從而確保動態範圍 最大化。隨著ADC工作電壓持續降 低,為了確保輸入訊號具有最大解 析度,動態範圍將變得更加關鍵。
為了克服這些訊號調節面臨 的挑戰,許多ADC應用需要一個 驅動器來實現足夠的穩定性和抗 混疊性能。儘管也可以輕鬆處理 差分輸入訊號,但ADC驅動器的 主要功能之一是提供輸入訊號的 單端到差分轉換,因為如今大多數 ADC都採用差分輸入架構。
最後,與大多數放大器類 似,ADC驅動器可以對輸入訊號 進行放大和主動濾波。值得注意 的是,大多數ADC驅動器的增益都 相對較低,通常為1V/V或2V/V。透 過保持放大器的低閉迴路增益和
ADC驅動器的另一個功能是 對輸入訊號進行緩衝,從而將ADC 輸入點的電荷注入電路與其他電
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