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源电阻引起的ADC系统失真分析
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2022-11-18
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数不清的数据表和应用说明已指导模数转换器 (ADC) 用户使用低源阻抗来驱动他们的 ADC。然而，这些说明通常不会告诉我们如果不使用低阻抗会发生什么，以及它会对电路性能产生什么影响。本文解释了理解由输入到模数转换器的高源电阻引起的失真源的背后原理和技术。我们可以通过查看下面图 1数不清的数据表和应用说明已指导模数转换器 (ADC) 用户使用低源阻抗来驱动他们的 ADC。然而，这些说明通常不会告诉我们如果不使用低阻抗会发生什么，以及它会对电路性能产生什么影响。本文解释了理解由输入到模数转换器的高源电阻引起的失真源的背后原理和技术。我们可以通过查看下面图 1中的简单电路来了解高源阻抗效应的问题。它解决了使用简单分压器将 ±10V 信号缩放为 0 至 5V ADC 输入的常见需求。图 1. 使用简单的分压器缩放 ADC 输入。中的简单电路来了解高源阻抗效应的问题。它解决了使用简单分压器将 ±10V 信号缩放为 0 至 5V ADC 输入的常见需求。图 1. 使用简单的分压器缩放 ADC 输入。对于该电路，进入 ADC 的有效驱动阻抗是从分压器中看到的戴维宁等效阻抗，它等于分压器电阻器的并联组合。这个有限的输入电阻充当分压器，ADC 的输入阻抗导致低频增益误差，对于该电路，进入 ADC 的有效驱动阻抗是从分压器中看到的戴维宁等效阻抗，它等于分压器电阻器的并联组合。这个有限的输入电阻充当分压器，ADC 的输入阻抗导致低频增益误差，如图 2如图 2所示。所示。图 2. 有限输入阻抗导致的误差电流和电压。图 2. 有限输入阻抗导致的误差电流和电压。除了增益误差之外，这个有限的输入电阻还会导致另外两个问题。第一个是稳定时间错误。这是因为采样电容器只允许在采样周期的一部分（称为采集周期）内充电。在此采集期间，由于输入电阻和输入采样电容产生的额外时间常数，稳定时间将增加。可以通过使用以下等式在采集时间段内使用输入电容和源阻抗查看 RC 时间常数的稳定来估计此误差：除了增益误差之外，这个有限的输入电阻还会导致另外两个问题。第一个是稳定时间错误。这是因为采样电容器只允许在采样周期的一部分（称为采集周期）内充电。在此采集期间，由于输入电阻和输入采样电容产生的额外时间常数，稳定时间将增加。可以通过使用以下等式在采集时间段内使用输入电容和源阻抗查看 RC 时间常数的稳定来估计此误差：
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