你的位置:首頁 > 互連技術(shù) > 正文

模擬 ADC 的前端

發(fā)布時間:2024-07-03 責任編輯:lina

【導讀】反復試驗的方法將信號發(fā)送到 ADC 非常耗時,而且可能有效也可能無效。如果轉(zhuǎn)換器捕獲電壓信息的關(guān)鍵時刻模擬輸入引腳不穩(wěn)定,則無法獲得正確的輸出數(shù)據(jù)。SPICE 模型允許您執(zhí)行的步是驗證所有模擬輸入是否穩(wěn)定,以便沒有錯誤信號進入轉(zhuǎn)換器。



ADC 的 SPICE 模擬

反復試驗的方法將信號發(fā)送到 ADC 非常耗時,而且可能有效也可能無效。如果轉(zhuǎn)換器捕獲電壓信息的關(guān)鍵時刻模擬輸入引腳不穩(wěn)定,則無法獲得正確的輸出數(shù)據(jù)。SPICE 模型允許您執(zhí)行的步是驗證所有模擬輸入是否穩(wěn)定,以便沒有錯誤信號進入轉(zhuǎn)換器。


模擬 ADC 的前端


讓我們仔細看看典型的串行偽差分 SAR-ADC,例如ADS8860(圖 1)。

圖 1 ADS8860 是一款偽差分輸入、1 MHz、16 位 SAR-ADC。

該設(shè)備的 TINA-TI Spice 宏模型允許您模擬進入轉(zhuǎn)換器的模擬信號的影響。借助此模型以及 AINP、AINM 和 REF 處的適當驅(qū)動器運算放大器模型,您可以在進入 PCB 之前確定是否可以實現(xiàn)良好的轉(zhuǎn)換。ADC 宏模型的重要性在于它準確地表征了轉(zhuǎn)換器的輸入端子。驅(qū)動 AINP、AINN 和 REF 的運算放大器還必須準確地模擬其開環(huán)輸出電阻 (Ro)。

讓我們開始弄清楚這個宏模型是如何工作的。轉(zhuǎn)換器宏模型使用 55 pF 采樣電容器分別對正輸入和負輸入進行采樣。該設(shè)備轉(zhuǎn)換 AINP 和 AINN 處兩個采樣值之間的電壓差。當您查看模擬結(jié)果時,模型必須在采集周期結(jié)束時穩(wěn)定到至少半個 LSB。對于這個 16 位轉(zhuǎn)換器,半個 LSB 等于 REF / 2 16。

電壓參考引腳 REF 需要在轉(zhuǎn)換過程中或 CONVST 引腳變?yōu)楦咧岛蟊3址€(wěn)定的電壓(圖 2)。當 CONVST 為低時,轉(zhuǎn)換器正在獲取輸入信號(獲取模式)。SAR-ADC 宏模型具有 1 MHz 時鐘,并會產(chǎn)生 CONVST 信號。電壓參考引腳必須在轉(zhuǎn)換器的整個轉(zhuǎn)換時間內(nèi)在位轉(zhuǎn)換周期結(jié)束時穩(wěn)定到半 LSB 電平。


模擬 ADC 的前端圖2 在這個具有三線操作的三線時序圖中,CONVST 用作芯片選擇。


圖 3中ADS8860的 TINA-TI 模型對 AINP 和 AINN 上的輸入信號進行采樣,并在模型的 AINPsmpl 和 AINMsmpl 上顯示結(jié)果。


模擬 ADC 的前端圖 3 這是 SAR-ADC 的 TINA-TI 宏模型。


在圖 4中,AINP 處的輸入等于 3V,參考電壓等于 4.096V。在測試輸入信號的精度時,設(shè)置ADS8860 TINA-TI 電路以感測放大器驅(qū)動器的輸出 AMP_OUT_sig 與其輸出信號 AINPsmpl 之間的差異。在查看此差異時,檢查采集時間結(jié)束時或 CONVST 引腳升高之前的區(qū)域。驗證信號是否小于半個 LSB。


模擬 ADC 的前端圖 4 此設(shè)置用于 TINA-TI 電路監(jiān)控模擬和參考輸入?!?/p>

 

檢查模擬輸入函數(shù)的準確性后,檢查電壓參考引腳的穩(wěn)定性。在測量 REF 引腳的準確性時,測量電壓參考輸出 (VF1) 和THS4281放大器輸出 (AMP_OUT_ref) 之間的差異。務(wù)必使用 VERR1 的值消除電壓參考 ( REF5040 ) 和運算放大器 ( THS4281 ) 產(chǎn)生的偏移誤差。在執(zhí)行此操作時,使用 iref1 電流表檢查電流尖峰之前的電壓水平。參考文獻 1 為該模擬提供了很好的深入信息。

結(jié)論

對于 SAR-ADC 來說,模擬是一件棘手的事情。目前還沒有完整的轉(zhuǎn)換器模型可以準確地模擬整個設(shè)備。您擁有的資源是一個模擬 SPICE 文件,它可以模擬模擬輸入引腳的穩(wěn)定性。擁有此工具的幸運在于,您擁有一個強大的工具來解決關(guān)鍵、困難的轉(zhuǎn)換器問題之一。


免責聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請聯(lián)系小編進行處理。


推薦閱讀:

高可靠性軍事電子應用中輔助電源的 DC-DC 轉(zhuǎn)換

電源PCB電感安放指南

意法半導體推出高性能、高能效、節(jié)省空間的36V工業(yè)級和汽車級運算放大器

既要支持5G 頻帶又要支持傳統(tǒng)頻帶?你需要一個這樣的天線!

半導體后端工藝 第八篇:探索不同晶圓級封裝的工藝流程


特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉