常被忽略的那80%重点，SAR-ADC 电压基准电路 part IV 最后的关键

         最后一个关键就是基准源引脚上的电容。下面我们以一个实例来确定这个电容的容值。一般在SAR-ADC的datasheet中会给出这个电容的推荐值。我们在设计时，尽可能选择这个值或以上的电容。如果小了会出现问题。下面先解释原因。

         由于SAR-ADC在每个转化周期过程中都会从基准源引脚抽取电荷，基准源引脚电容，电荷的减少，必然会引起电容电压的降低。这个由公式

，当Q发生变化时V也会发生变化。如下图所示

        在最坏的情况下，这个电容电压的减小，不能及时得到前面buffer的调整。即不能及得由buffer给这个电容充电。这是由于buffer的响应速度限制。这就使得在转化开始到结束基准源的电压已经发生了ΔVref的变化。要使得这一变化对ADC无影响，这就要求ΔVref<1/2LSB。

        限制条件已经建立了，我们就可以推算出这个电容的值。首先我们要知道整个转化过程中，从基准源中抽取了多少的电荷 。下图是ADS8326的datasheet中给出的基准源平均电流。计算时，都用最坏情况分析，从datasheet中可知，最大电流是220uA。

        下面一步就是找出ADC的throughout rate。也就可知完成一个转化最快需要4uS。（一般最坏情况，都是在最高转化速率时出现）

       由上面的两个数据，就可以计算出ADC在完成一个转化输出时，需要的总电荷

Q=Iavr x T =  220uA x 4uS

由于这是一个16bits的ADC，当输入FSR为5V时，一个LSB的电压值为

LSB=FSR/2^16 = 76uV.

则1/2的LSB为38uV.

            再由电容的定义公式

那就要求C > ΔQ/ΔV = 220uA x 4uS/38uV=23uF

我们进行保守设计。就把上面的值再提高一倍，并选用E24标准中的电容值那就是47uF。如下图是datasheet中给出的参考设计电路图，图中基准源引脚的电容值即为47uF。这个电容值，是由上面的推算得来的。

还有一点，就是关于这个电容的特性。这个电容需要有一点的ESR，以保证前面buffer的稳定，对于OPA350推荐选ESR>0.2Ω

最后我们总结一下SAR-ADC基准源电路设计的注意要点，也是基本步骤。

(1)根据基准源在转化过程中需要的电荷，以及ADC一个LSB所对应的电压值，计算出所需的电容价。把这一个过程放在第一步，是因为它太重要了,需要注意的，这个电容需要有一定的ESR以保证前面buffer的稳定性。

(2)选择合适的运放做buffer，这个运放需要低offset，低噪声，温漂的运放。带宽要宽到在采样保持过程能够给后面的电容充电到误差小于1/2LSB，甚至更小。

(3)选择基准源，关于基准源以成本允许的情况下，尽量选温漂小的基准源。关于基准源可以参照相关应用文档。

(4)给基准源Trim引脚加电容。

(5)基准源输出引脚，加具有一定ESR的电容。

(6)在基准源输出端后加低通滤波器。以滤除基准源的噪声和不稳定造成的噪声。

回part I

常被忽略的那80%重点，SAR-ADC 电压基准电路【TI FAE分享】

很好的帖子，谢谢Wayne.

除了SAR-ADC，平常也会接触比较多的Delta-Sigma ADC，想借此问下像Delta-Sigma ADC的话在参考基准的选取和使用上更需要注意些什么呢？

经典！分析的很透彻，在用S-D型ADC时是否也有一些需要注意的地方，

很好的文章，学习下。。。