许多数据采集、工业控制和仪表应用都需要超高速模数转换器 (ADC),而逐次逼近寄存器 (SAR) 转换器则能完全满足这一要求。然而,我们必须确保 SAR 转换器周围的外部电路也能胜任这一任务,才能确保成功的转换结果。对于 SAR 转换器来说,需要特别注意的关键端子是其模拟信号输入端——如果不加以重视,这些输入引脚会产生稳定性问题和电容电荷"反冲",从而导致转换不准确并延长信号采集时间。
在 SAR 转换器应用中,精确控制输入信号的解决方案在于运算放大器(运放)的驱动。如搭配适当的输出电阻和电容值,这些器件就是高分辨率、16 位和 20 位 SAR 转换器系统的高精度稳健解决方案的基础。
本文将简要讨论实现稳定准确的 SAR ADC 转换的相关问题。然后,介绍一款合适的运放来驱动 SAR ADC,并说明如何实现必要的输入驱动电路。我们将以 Analog Devices 的解决方案为例进行说明。
SAR ADC 输入电路
SAR ADC 驱动电路具有将 ADC 与其信号源隔离的运算放大器(A1 和 A2)(图 1)。在该电路中,Rext 通过"隔离"放大器的输出级与 ADC 容性负载(CIN+ 和 CIN-)和 Cext 隔离来保持稳定。Cext 和 CREF 为 ADC 提供了一个近乎完美的输入源,可以吸收来自 IN+、IN- 和 REF 输入端子的开关电荷注入。输入端子 (IN+, IN-) 在转换器的采集期间跟踪输入信号 (VSIG+, VSIG-) 的电压,为 ADC 输入采样电容 CIN+ 和 CIN- 充电