从ADC的输入聊起

zca123

从ADC的输入聊起 [复制链接]

说到ADC，一般主要关心的三大指标是：速率！位数！INL！


速度就是采样率，这个看实时性和信号的速度。
位数就是精度，这个看系统的精度需求。
INL最能代表总失真的一个参数。


Ti说拥有业内位数最高分辨率的ADC：ads1282，31位！
Linear说自己SAR型ADC拥有业内最好的INL。


这些高位的ADC都有一个共同的特点：全差分输入。
另外两种类型是为差分输入和单端输入。


单端输入是每个通道管脚相对于GND管脚的电势差，一般ADC都是单电源，所以，输入信号只能是正向的。而GND管脚是公共的零电势点，是系统的最低电势点。这种ADC采集的信号范围往往是0-基准电压；也就是说用5V给ADC供电，基准也选用5V，理论上就可以采集0-5v的信号范围。但是如果你的源信号是0~5v的，加上基准的初始误差，很可能就超量程了。这个一般是怎么解决的?


法1，由于ADC一般是5v的，手册上要求不超过5.5或者6v供电，是否可以适当调高一点供电电压？同样，有很多基准也可以微调输出电压。不知道这种方式可不可以？


法2，ADC前加一级电压跟随器做驱动，输出分压输入到ADC。这样子会带来更多的噪声和误差。


请推荐你认为合适的解决这个问题的方式。


伪差分，伪差分可能会有很多输入通道，但是只有一个common端，把这一个的电平作为电势参考点。输入范围是正负1/2基准。这样就没办法再输入5V信号了，如果把VCC和Vref都接5V，common端接2.5V。就可以实现0-5V的电平采集。


ADC都有一个采样/保持的过程。而伪差分只对输入通道做采样/保持。而对COMMON端直接采。这样就要求COMMON端输入的必须是一个直流电平信号。而全差分则是全采。对相于单端，把电压参考点和功耗回路的GND管脚分开了，对减少噪声是大有裨益的。


正如开头说的，高位ADC全是全差分。差分是个什么概念，只取差模电压吗？输入信号可以不在VDD和GND这个共模区间吗？我还真遇到了有人这样用的！源信号和信号采集用了两个电源，两个地。这样子，输入信号有一个减小的差值，但是相对于ADC，由于不共地，所以相当于悬空。是否可以理解为共模电压无限大？


有一类运放是可以用于高端电流检测的，叫差动放大器（http://www.analog.com/zh/specialty-amplifiers/difference-amplifiers/products/index.html）可以有几百V的共模电压。但是细究内部图，发现是先用电阻分压衰减到VDD到GND区间，然后再放大。


正在我百思不得其解的时候，同样是ADI，她在一份FAQ中提到，全差分的ADC，如果不共地，可以接受高于电源轨的共模电压，共地了则不行。这样看来，把不共地理解为共模信号无穷大是错误的，那又该如何理解呢？


然而，现在的高位ADC几乎都内置增益放大器。也就是说，信号从管脚进入到转化，要经过模拟开关和PGA两个器件。这样就要求，内部PGA的地也不能是器件的GND，这样就更扯淡了。


好了，如果你有耐心看到这里，请您帮忙解答我的疑惑！谢谢。