ad转换中常犯的错误

"A/D转换中常犯的错误" A/D 转换器是嵌入式应用中非常重要的一部分，但是在实际应用中，常常会出现一些错误的连接，导致 A/D 转换器的测量结果不准确。这些错误的连接可能来自于对 A/D 转换器输入端的不正确理解。 一个非常简单的应用示例如图 1所示，这是一个 A/D 转换器和集成采样保持(S/H)电路的应用实例。然而，即使这个应用非常简单，仍然可能出现错误连接，导致检测到的 A/D 转换器的数值低于预期的数值。 要了解这些错误的来源，我们需要检查采样保持电路。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。 但是，这个缓冲器并不是一个理想的缓冲器，而是一个阻抗变换器，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。 在采样过程中，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，但它的反应非常迟缓。 我们可以通过提高依附于 A/D 转换器输入端的电容量来减轻压降。我们可以计算出要想使压降低于 A/D 转换器的 1/2LSB，所需要的最小电容量。例如，如果我们用 12 位 A/D 转换器、输入电容的变化值为 0.5pF 时，与 A/D 转换器输入端相连的最小电容必须大于 213 0.5pF(例如 4nF)，以便使压降小于 1/2 LSB。 在实际应用中，我们可以通过测量来获得输入电容的变化值。我们可以使用示波器和信号发生器来测量输入电容的变化情况，并计算出电容值的变化情况。图 3 显示了测量方法，我们可以通过观测芯片引脚的压降，计算出电容值的变化情况。 在测量中，我们可以使用飞思卡尔半导体的混合控制器 DSP56F805。这些测量值是适用于整个 DSP56F80x 系列的快速 A/D 转换器的典型值。图 4 和图 5 显示了测量结果，我们可以从中计算出输入电容值 C 和压降值。 在实际应用中，我们需要注意 A/D 转换器输入端的电容量变化情况，并选择合适的电阻和电容来减轻压降。同时，我们也需要注意 A/D 转换器的输入漏电流，通常低于 1μA。如果我们采用几百 ohm 的电阻来充当输入电阻，则通过该电阻的压降将为 100μV 左右，低于 1/2 LSB。 因此，在 A/D 转换器的应用中，我们需要细心地检查和测量输入电容量的变化情况，以确保 A/D 转换器的测量结果准确。