精密逐次逼近型ADC基准电压源设计

图9. ADC传递函数中的"粘连"代码

导致出现"粘连"位的最常见原因是基准电压源电容的尺寸与位置、基准电压源/基准电压源缓冲器的驱动能力不足，或是基准电压源/基准电压源缓冲器选型不当导致过量噪声。

将储能电容放置在ADC的基准电压源输入引脚附近并使用宽走线实现连接很重要，如图10所示。使用多个过孔将电容连接 至接地层，可获得较低的阻抗路径。若基准电压源具有专用地，则电容应当通过宽走线连接至该引脚附近。由于电容用作电荷库，它必须足够大，以限制衰减，并且 必须具有低ESR特性。具有X5R电介质的陶瓷电容是个不错的选择。电容典型值为10 µF至47 µF范围内，但根据ADC的电流要求，有时也可使用较小数值的电容。

图10. 典型基准电压源电容布局

驱动能力不足是另一个问题，特别是使用低功耗基准电压源或微功耗基准电压源缓冲器，因为它们通常具有高得多的输出阻抗，随频率而明显增加。使用吞吐速率较高的ADC时，这个问题尤其明显，因为吞吐速率较低时，电流要求更高。

来自基准电压源或基准电压源缓冲器的过量噪声与转换器的LSB大小有关，也可能会造成粘连代码，因此基准电压源电路的电压噪声必须保持为LSB电压的一小部分。

结论
本文讨论了如何针对精密逐次逼近型ADC设计基准电压源电路，并强调了如何判断某些常见问题。文中的计算公式用于估算基准电压源电路的驱动能力和噪声要求，以便有更高的概率使该电路通过硬件测试。