AD876是一款CMOS A / D转换器电路,采用开关电容技术,将低成本和低功耗相结合。图B1显示了AD876的概念框图。输入在前端通过采样保持(S / H)电路进行采样,该电路还为A / D的差分电路提供单端至差分转换。该器件的整体动态性能和宽带噪声是在S / H阶段建立的。由4级流水线完成的转换由几个子块迭代,这些子块在逐级传递残留物时逐步提高转换率。
每个阶段执行闪存A / D转换;将结果转换回模拟(D / A),从输入中减去它,放大并保持下一阶段的差异。数字结果通过校正逻辑组合;并且数据以时钟速率转换(但任何特定时刻的输出都有3.5个时钟周期的延迟(即,它代表一个3.5周期的早期输入值)。
关注每个A / D转换步骤,D / A和其他模拟功能都在一个紧凑而高效的开关电容电路中实现。该电路的功能,基本上是一个乘法D / A转换器(MDAC),显示在虚线块内如图B1所示。仔细观察MDAC电路,图B2说明了它的基本操作。当CLOCK为低电平时,输入电压V IN 被采样到相同大小的单位电容器阵列上(放大器增益= 1)。当CLOCK变为高电平时,放大器周围连接一个反馈电容。输入阵列中所有电容上的电荷被转移到反馈电容上,从而产生一个电压增益,即电压增益的比值。输入阵列中的电容到反馈电容。同时,输入阵列电容它被切换到正或负参考(由A / D转换的数字结果选择),因此它们的总和从V IN 总和中减去,在放大器的输出处留下放大的残留物,作为下一阶段的输入。因此,增益,D / A,差分和S / H都被包装成一个块。
与MDAC一样,输入S / H实现为开关电容电路,如图B3所示(为简单起见,单端)。当CLOCK为低电平时,保持电容连接到输入,并通过输入驱动器(通常是运算放大器,如AD8011)充电至输入电压。当CLOCK变为高电平时,上限与输入断开,并被馈送到放大器的输出端。由于连接到运算放大器输入的节点现在处于浮动状态,因此不会释放任何电荷并保持输入电压。当CLOCK再次变为低电平时,上限重新连接到输入。如果保持电容上已存储的电压与AD876输入电压之间存在差异,则电容器将充电至新值(运算放大器必须处理的瞬态干扰之后,如应用中所述)。
参考输入的切换方式与输入相同。必须注意最小化参考电路中的瞬变,例如,通过使用外部电容器来提供或吸收瞬态参考电流。另请注意,AD876差分输入范围(在S / H之后)实际跨越两个参考,底部(或“负”)参考和顶部(或“正”)参考,以适应单+ 5V电源系统
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