ADC基準(zhǔn)電壓誤差影響全范圍轉(zhuǎn)換

SAR（逐次逼近寄存器）ADC基準(zhǔn)電壓對(duì)轉(zhuǎn)換精度的影響比最初想象的還要大。圖1所示為理想和帶增益誤差的3位ADC轉(zhuǎn)換器的傳遞方程。ADC的傳遞方程等于：

　　在這里，DCODE為數(shù)字輸出代碼，VIN為轉(zhuǎn)換器的輸入電壓，VOS為轉(zhuǎn)換器偏置電壓，VREF為用于轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓，N為ADC位數(shù)或ADC分辨率，VGE為ADC增益誤差、基準(zhǔn)輸出電壓誤差和基準(zhǔn)電壓噪聲的綜合。

　　容易看到基準(zhǔn)電壓給定值對(duì)ADC絕對(duì)精度的影響。對(duì)高分辨率轉(zhuǎn)換器，基準(zhǔn)電壓偏置誤差通常比ADC偏置誤差大，特別在過溫度狀態(tài)。從傳遞方程也注意到基準(zhǔn)電壓誤差對(duì)較高輸入電壓轉(zhuǎn)換器的結(jié)果影響更大。

　　可以用ratiometric設(shè)計(jì)減小ADC和基準(zhǔn)電壓的誤差。這需要電路或微處理器校準(zhǔn)算法中加入額外設(shè)備。記住校準(zhǔn)算法需要每個(gè)電路的增益和偏置特性。

　　基準(zhǔn)電壓的噪聲誤差是不同的問題。它影響轉(zhuǎn)換的SNR（信噪比）和THD（總諧波失真）。基準(zhǔn)電壓噪聲影響輸入電壓較高的ADC轉(zhuǎn)換器的SNR和THD（圖2）。

　　如果轉(zhuǎn)換器在基準(zhǔn)電壓引腳缺少內(nèi)部緩沖器，將會(huì)引入或輸出電流尖峰。轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換期間使用這些電流為內(nèi)部電容充電。這個(gè)認(rèn)識(shí)也許引發(fā)了在外部基準(zhǔn)電壓和ADC之間插入低噪聲放大器的設(shè)計(jì)。

　　不要嘗試用0V或地的輸入電壓測(cè)試ADC。如果希望看到轉(zhuǎn)換中基準(zhǔn)電壓源的影響，嘗試使用直流全范圍輸入，信號(hào)輸入將幫助看到系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。