逐次逼近型(SAR)ADC 是在在工业,汽车,通讯行业中应用最广泛的 ADC 之一,例如电机电流采样,电池电压电流监控,温度监控等等。

 

通常工程师在设计 SAR ADC 时,通常需要注意以下三个方面:ADC 前端驱动设计,参考电压设计,数字信号输出部分设计。本文将介绍 ADC 的前端驱动所需要的注意的一些要素。

 

如图所示是一个常见的 SAR ADC 的驱动电路包括驱动放大器和 RC 滤波。接下来将从如何设计 RC 滤波器,以及如何选择合适的运算放大器展开。

 


图 1.  SAR ADC 驱动电路基本架构

 

如何设计 RC 滤波网络

首先我们来看一下 RC 网络的设置,对于 RC 网络,它的主要作用分为以下两个方面:
1:对 ADC 的 Csh 进行充电,由于 ADC 采样保持阶段需要输入给采样保持电容 Csh 充电。如图所示,开始采样时,Csh 的电荷由输入部分(Qfrm_opa)和 RC 滤波电容(Qfrm_cflit)提供,保证在一定时间内达到精度的要求。显然,随着采样精度和采样率的不断提高,驱动 ADC 的难度加大,因为必须在有限的时间内采样时间(tacq)内将 Csh 上的电压达到满足精度要求(1/2LSB 内)。所以我们在 ADC 前加入电容,当采样保持阶段时对 Csh 进行充电,保证采样的精度。电阻则作为隔离作用,避免运放直接驱动容性负载,提升系统的稳定性