基准电压调节技术可提高ADC精度以降低成本

描述

在本设计笔记中,电路使用10位ADC、分压器和外部基准,将ADC的虚拟精度提高到13位。本文介绍了一种将10位ADC范围扩展到13位的电压调节技术。具有MAX159 10位ADC、MAX5420分压器和MAX6141电压基准。

为了提供灵活性,数据采集板必须能够适应各种输入电压范围。处理低振幅信号通常需要增加分辨率位数,从而增加成本。

本应用笔记介绍了一种简单电路,该电路使用低成本10位ADC,但将虚拟精度提高到13位。

adc

图1.

ADC 的 1 LSB(最低有效位)为 FSR/2n,其中 n 是位数。FSR(满量程范围)取决于基准电压的幅度。MAX159(低功耗、108ksps串行ADC,采用μMAX-8封装)的外部基准的输入电压范围为0至V®DD+ 50mV.这种大输入范围允许使用缩放技术适应不同的输入范围。

低成本3引脚电压基准的输出采用数字可编程分压器(MAX5420)进行调节。该器件提供 1、2、4、8 四种精密分频比。根据等级(A,B,C),比率精度范围从0.025%到0.5%。使用数字输入D1、D0选择比率,如下所示:

 

数字输入  
D1 D0 分频比
0 0 1
0 1 2
1 0 4
1 1 8

 

基准电压MAX6141提供4.096V输出电压。分压比为1时,1 LSB的尺寸为4.096/1024 = 4mV。此大小根据下表而变化:

 

V裁判(五) 分频比 低音(毫伏) 虚拟精度达 4.096V FS
4.096 1 4 10 位
2.048 2 2 11 位
1.024 4 1 12 位
0.512 8 0.5 13 位

 

有效分辨率保持在 10 位。但与4.096V FSR系统相比,虚拟精度有所提高。1 LSB的尺寸仍然大于典型转换器本底噪声(300μV),分压比也为8。这确保了ADC性能不受LSB尺寸减小的限制。

审核编辑:郭婷

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