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[文章]探讨ADC采样波形失真的问题及解决方案

工程师
2021-09-20 18:24:51     打赏

ADC在实际应用中,经常会出现无法达到标称精度的情况,而且还会出现波形严重失真的问题,这一现象长期困扰着我们的硬件工程师,那么,在实际的ADC应用中,为何会出现这种情况呢?

笔者在这里通过一个实例和大家一起共同来探讨 ADC在应用中可能会碰到的问题。

案例分享
日前,有客户公司在用某ADC做AD转换的时候,碰到这样一个问题,客户传感器型号pt100,在采集信号时,输入采样端的波形如下:



我们首先假定这是一个直流前端,抛开交流耦合等因素,单从这个采样波形来看,采样端明显是工作异常的。那么,为何会出现这种情况呢?

ADC模型初探
我们先来大致解剖一下 ADC电路参考模型及其驱动电路,通过这个模型来跟大家共同来探讨一番,为了便于做定量分析,我们在文中插入一些公式,供大家参考。



为了更加直观,我们删繁就简,重新整理这个电路,单看输入、采样端的电路模型,大致如下:



为了简化设计,我们假设输入电压近似于一个直流电源,抛开耦合因素,输入内阻远大于采样电阻,Rin>>Rsh,输入电容和采样电容之间的关系用a来表示:



初始状态,相对来说Vin向Cin充电相对较小,主要看Cin向Csh充电过程,我们构建电路模型如下图所示:



根据以上模型,可以大致推导出第1阶段输入电压和采样电压对应方程,以及采样电容充电时间关系。



当Csh电压迅速上升到与Cin相当之后,我们忽略Rsh对电路的影响,我们重新构建第2阶段电路模型如下。



此时,等效电容为输入电容和采样电容并联,根据以上模型,可以大致推导出输入电压和采样电压对应方程如下:



此时,根据等效模型,我们可以推导出正常状态下:




关键词: 探讨ADC     采样     波形失真     问题     解决方案    

工程师
2021-09-20 18:51:29     打赏
2楼

方案不错


工程师
2021-09-20 18:59:42     打赏
3楼

学习到了


工程师
2021-09-20 19:27:11     打赏
4楼

方案不错


工程师
2021-09-20 23:42:22     打赏
5楼

方案还是不错的


助工
2021-09-20 23:58:19     打赏
6楼

方案总结的还是不错的


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