精確的數(shù)據(jù)采集？全是相對的

　　“聰明的人解決問題，智慧的人避免問題。”— 阿爾伯特·愛因斯坦

　　愛因斯坦也許也會愛上模擬設(shè)計，因為其中總會涉及一些相對論。例如在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，精確度是相對于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器參考電壓的。

　　當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 不含內(nèi)部參考時，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就需要外部電壓參考電路。讓電路板及系統(tǒng)級設(shè)計人員非常苦惱的是, 這通常是精確數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能不佳的源頭。ADC的轉(zhuǎn)換精度基于這些電路為ADC提供的精確電壓。

　　好消息是有三個重要組件可幫助優(yōu)化外部參考電路，提高 ADC 性能。它們分別是：電壓參考、參考驅(qū)動器放大器和外部電容器。在選擇這些器件時應(yīng)牢記以下要訣：

　　1)電壓參考。尋找一款滿足整體功耗需求并具有比 ADC 噪聲底限低的 1/f(閃爍)噪聲的參考。如果主要噪聲源是 ADC 本身之外的因素，這就將直接影響整體設(shè)計的精度。

　　2)參考驅(qū)動器放大器。參考輸入 (REF_in) SAR ADC 包含一個電容式開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，可創(chuàng)建電壓參考的動態(tài)電流需求。這可能需要外部驅(qū)動器放大器來解決 ADC 轉(zhuǎn)換之間的穩(wěn)定性或建立時間問題。

　　此外，在為應(yīng)用選擇放大器時，還必須在電容負(fù)載驅(qū)動器、噪聲、漂移與功耗中考慮到相互平衡。

　　3)電容器。即使最好的低噪聲參考，也需要一款濾波器將 RMS 噪聲降至比 ADC 低得多的水平。設(shè)法將噪聲成分控制在 ADC RMS 噪聲的 1/3 以下。

　　電荷斗 (Cref1) 的大小取決于：1)從 ADC 參考引腳消耗的平均動態(tài)電流;2)ADC 轉(zhuǎn)換之間的固定偏差要求;以及 3)參考驅(qū)動器放大器提供的電流總量。

　　對于高精確度應(yīng)用而言，該值一般介于 10 至 22μF 之間。

　　這幾個重要注意事項應(yīng)該會讓愛因斯坦感到自豪，它們可為您的新設(shè)計帶來一些靈感,并實現(xiàn)更高的性能。