原创一种用于高分辨率ADC的电压基准缓冲电路

 2022-2-9 10:28  1697 18 18 分类: EDA/ IP/ 设计与制造文集: 技术

ADC的参考电压也叫做基准电压，这个电压对期间的精度影响很大。如果没有基准电压就无法确定被测信号的准确幅值，尤其是SAR（逐次逼近寄存器）ADC基准电压对转换精度的影响比最初想象的还要大。

电路原理

如果基准电压为2.5V，当被测信号达到2.5V时ADC输出满量程读数，使用者就会知道ADC输出的满量程等于2.5V。不同的ADC，有的是外接基准，也有的是内置基准无需外接，还有的ADC外接基准和内置基准都可以用，但外接基准优先于内置基准。

对高分辨率转换器，基准电压偏置误差通常比ADC偏置误差大，特别在过温度状态。由于基准电压误差对较高输入电压转换器的结果影响更大，本基准缓冲电路采用OPA350轨至轨CMOS运算放大器，并针对低电压单电源运行进行了优化，有助于降低ADC的温漂和噪声，可直接驱动高分辨率ADC。

OPA350运放提供轨至轨输入和输出、低噪声 (5nV/√Hz) 和高速运行 (38MHz, 22V/μs)，非常适合驱动A/D 转换器，也适用于手机功率放大器 (PA) 控制环路和视频处理（75Ω 驱动能力）以及音频和通用应用。

该设计运行在一个低至2.5V的单电源上，输入共模电压范围介于接地电压以下300mV至正电源以上300mV之间。10kΩ负载时，输出电压可以摆动到电源轨的10mV以内。双通道和四通道设计具有完全独立的电路，可将串扰降到最低并彻底消除相互作用。

芯齐齐BOM表分析

芯齐齐智能BOM分析工具显示，为了获得更好的ADC精度，本电路C5电容采用100uF钽电解电容器或者大容量低压陶瓷电容器，C1、C4采用Y5V陶瓷电容器，C2、C3采用X7R或X5R陶瓷电容器。

PCB布线时，电路的模拟及数字电源可共用同一接地面，还可与模拟调节电路共享旁路电容，但是要远离CPU等数字噪声元件。