如何在DDC112上使用外部积分电容器

5 性能

5.1 噪声

在DDC112中，噪声主要来源是前端积分器和电压输入型ADC。对内部电容器范围，尤其是对范围较小应用而言，前端积分器是主要噪声。这种噪声与积分电容器的容量成反比，而与传感器电容(CSENSOR)成正比。由于外部电容器的容量通常比内部电容器容量大得多，所以当采用外部电容器时，积分器电路所产生的噪声通常较低。这样反过来则降低了噪声对CSENSOR的敏感性。图2为不同容量外部电容器(CEXT)典型噪声(当输入信号电平较低时)与CSENSOR之间的关系曲线。需要注意，由于前端积分器电路敏感性的降低，大容量外部电容器噪声斜率是随CSENSOR曲线下降的。



5.2 线性

前端积分器电路设定了DDC112的线性性能，而且在积分器电路中，积分电容器的电压系数限定了线性。当输入信号增大时，积分电容器两端的电压也随之上升。这样，由于电容器的非零电压系数反过来也改变了积分电容器的容量，同时导致传输函数偏离理想的线性积分器电路。

值得庆幸的是，DDC112内部电容器的电压系数较低，并提供了良好的性能。为了使外部电容器也具备同样的良好的性能，关键是选用电压系数低的电容器。图3位积分非线性(INL)与配置陶瓷COG电容器的DDC112输出读数之间的关系曲线。采用终点适配(endpoint fit)计算INL。外部电容器的容量约为270 pF，积分时间为500μs。为了便于比较，同时图3给出了内部最大电容器的INL(Rang7)。



6 PCB布局

外部电容器的布局及印制电路板上的布线非常重要。用诸如“0805”的表面贴装的电容器，在PCB上无需过孔，就可实现紧密的布局。为了简化起见，图4给出了只带有外部电容器的放大后的布局图。其中引脚3、5、24及26通过内部电路直接与输入端相连，且应尽可能的短，以减少信号拾取和泄漏。考虑采用顶层金属作为接地层，同时确保接地层围住电容器，布线具有屏蔽功能。如果不同层充当接地层，则将外部电容器附近的未用金属扎在一起，然后接地，就形成一种屏蔽防护。切记，如果未启用外部电容器，应将引脚3-6和引脚23-26悬空。