如何应对高分辨率转换器器件的噪声挑战?
在您努力想要找到正确的电压参考设计时，高分辨率混频信号器件会带来一个有趣的挑战。尽管没有一款适合所有电压参考设计的通用解决方案，但是图1所示电路还是为您的16位以上的转换器提供了一款不错的解决方案。
高分辨率转换器存在的一些问题是电压参考噪声、稳定性，以及该参考电路驱动转换器电压参考引脚的能力。r1、c2和c3无源滤波器随电压参考噪声急剧下降。这种低通滤波器的转角频率为1.59hz。该滤波器可减少宽带噪声和极低频噪声。附加r-c滤波器使噪声水平降至20位adc的可控范围以内。这一结果令人鼓舞。但是，如果电流受到拉力，从adc参考引脚流经r1，则压降会破坏转换，因为每个位判定 (bit decision) 都有一次压降(请参见参考文献 1)。
图 1 16位以上adc电压参考电路
图1所示电路图有一个运算放大器(op amp)，旨在“隔离”c2、r1和c3低通滤波器，并为adc的电压参考引脚提供足够的驱动力。25℃时，cmos运算放大器 (opa350) 的输入偏置电流为10 pa。这一电流与r1(10 kω)共同产生一个100 nv的恒定dc压降。这种水平的压降不会改变23位adc的最终位判定。运算放大器的输入偏置电流随温度变化而改变，这是实际情况，但在125℃温度下您可以预计一个不超过10 na的最大电流值，其在100℃温度范围产生100 μv的变化。
我们需要将r1的这种压降考虑进来。该压降会增加电压参考器件的误差。假设电压参考电路的初始误差为±0.05%，且误差温度为3 ppm/℃。参考电压为4.096伏时，室温下初始电压参考误差等于2.05mv，125℃时增加1.23 mv。图1所示电路中，随着运算放大器偏移和输入偏置电流误差的变化，参考电压器件占主导地位。连接至图1所示电路的adc，承受的误差是参考电压、r1和opa350(增益误差)所产生误差的和。
运算放大器驱动一个10 μf电容器 (c4) 和adc的电压参考输入引脚。位于c4上的电荷提供adc转换期间所需的电荷。在adc的数据采集和转换期间，c4容量的大小为adc的参考引脚提供一种恒定的电压参考，其通常具有约2到50 pf的输入电容。
图1所示电路中，需要注意的最后一点。c4和运算放大器开环输出电阻 (ro) 改变放大器的开环增益(aol) 曲线时，您可以对放大器的稳定性做折中处理。参考文献2中的讨论说明了找出这一问题的过程。基本上而言，具有较好稳定性的电路是改进运算放大器aol曲线和闭环电压增益曲线的闭合速率为20db的电路。
图2 图1所示opa350缓冲频率响应
该稳定电路中，极点和零点的频率位置计算如下，其中opa350的开环输出电阻为50ω (ro)，而c4 (resr) 的esr为2 mω。
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图 1 16位以上adc电压参考电路
图1所示电路图有一个运算放大器(op amp)，旨在“隔离”c2、r1和c3低通滤波器，并为adc的电压参考引脚提供足够的驱动力。25℃时，cmos运算放大器 (opa350) 的输入偏置电流为10 pa。这一电流与r1(10 kω)共同产生一个100 nv的恒定dc压降。这种水平的压降不会改变23位adc的最终位判定。运算放大器的输入偏置电流随温度变化而改变，这是实际情况，但在125℃温度下您可以预计一个不超过10 na的最大电流值，其在100℃温度范围产生100 μv的变化。
我们需要将r1的这种压降考虑进来。该压降会增加电压参考器件的误差。假设电压参考电路的初始误差为±0.05%，且误差温度为3 ppm/℃。参考电压为4.096伏时，室温下初始电压参考误差等于2.05mv，125℃时增加1.23 mv。图1所示电路中，随着运算放大器偏移和输入偏置电流误差的变化，参考电压器件占主导地位。连接至图1所示电路的adc，承受的误差是参考电压、r1和opa350(增益误差)所产生误差的和。
运算放大器驱动一个10 μf电容器 (c4) 和adc的电压参考输入引脚。位于c4上的电荷提供adc转换期间所需的电荷。在adc的数据采集和转换期间，c4容量的大小为adc的参考引脚提供一种恒定的电压参考，其通常具有约2到50 pf的输入电容。
图1所示电路中，需要注意的最后一点。c4和运算放大器开环输出电阻 (ro) 改变放大器的开环增益(aol) 曲线时，您可以对放大器的稳定性做折中处理。参考文献2中的讨论说明了找出这一问题的过程。基本上而言，具有较好稳定性的电路是改进运算放大器aol曲线和闭环电压增益曲线的闭合速率为20db的电路。
图2 图1所示opa350缓冲频率响应
该稳定电路中，极点和零点的频率位置计算如下，其中opa350的开环输出电阻为50ω (ro)，而c4 (resr) 的esr为2 mω。
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