[参考译文] OPA350：电压基准电路

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请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

器件型号：OPA350
主题中讨论的其他器件：TMS320F2837、

我的客户正在将 TI Delfino Launchpad 中的电压基准电路设计作为基础。请参阅 sprui77c.pdf 中的以下电路。在选择组件 C23和 U19时使用了哪些标准？

0 admin 4 年多前

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尊敬的 TJ：

TMS320F2837微控制器系列包含多个 ADC、在1.1MSPS 采样率下支持16位分辨率、并包含12位模式分辨率、支持高达3.5MSPS。微控制器数据表建议 VREFHI 基准旁路电容器在12位模式分辨率下至少为1µF μ F、在16位模式分辨率下为22µF μ F。

VREFHI 引脚是 ADC 的电压基准输入。 ADC 基准输入向基准驱动器电路呈现开关动态容性负载。在 SAR ADC 架构上、基准输入在每个转换周期内被采样数次、其中基准电压在每次二进制加权 ADC 位确定时被采样一次。在每次转换过程中，该端子中都会出现快速的高电流瞬变，在该端子中，ADC 的内部电容器阵列会根据 ADC 位的决定进行切换和充电。在转换期间、作为 ADC 转换时钟的函数、几个电流瞬态脉冲彼此之间的间隔仅为几纳秒。最高有效位(MSB)决策之间的大部分瞬时电流由基准旁路电容器提供。这就是基准驱动电路需要相对较大的旁路电容器来快速恢复二进制加权电容器阵列的电荷的原因。对于大多数 SAR ADC、基准输入旁路电容值通常在~100nF 至22µF μ F 的范围内。电容值取决于 ADC 基准输入电容采样结构、采样率和所需的分辨率。

放大器缓冲器或基准驱动器电路必须能够驱动动态容性负载、同时保持基准输入稳定。因此、放大器驱动器必须在整个频率范围内提供相对较高的带宽或较低的输出阻抗、以满足基准输入电流需求。 SAR REF 输入电流需求往往是 ADC 采样率和分辨率的函数。随着采样率的增加，“平均”基准输入电流需求将会增加。必须强调的是、传统 SAR 中的基准输入电流不是静态或恒定直流电流。相反、基准输入电流由快速电流瞬变组成、因为会进行二进制加权位决策。更快的吞吐量和更高的分辨率 SAR 往往要求更高、因为基准电压输入必须保持稳定并稳定至更小的最低有效位(LSB)误差。由于 ADC 通过将输入电压与基准进行比较来执行转换、因此基准和缓冲放大器驱动器电路的基准精度、漂移、稳定性和噪声直接影响转换结果的精度。

放大器驱动器需要在驱动容性负载时保持稳定。有不同的基准驱动器电路拓扑可用于补偿放大器。上面应用手册中显示的示例使用具有小型串联电阻器的简单缓冲器配置。从 ADC 的角度来看、该电阻器必须保持相对较小(通常小于1Ω Ω)、以便在瞬态电流流经电阻器时保持电压尖峰较小、并使基准保持稳定。从放大器的角度来看、电阻器需要足够大、以保持放大器稳定。注意：在使用小型串联电阻器无法补偿放大器或使其稳定的情况下、还有其他参考电路驱动拓扑、例如双反馈配置可用于驱动 ADC 基准。

OPAx350和 OPAx320运算放大器是此应用的最佳基准缓冲驱动器电路。它们在不同频率下提供相对较高的带宽和较低的输出阻抗、并提供相对较低的偏移/漂移。在简单缓冲器配置中驱动相对较大的22µF μ F 基准旁路电容器时、它们非常容易补偿、同时只需要相对较小的串联补偿电阻器。 OPA350使用一个100毫欧的小型串联电阻器来稳定地驱动22µF μ F 电容器。 OPAx320是此应用的另一个最佳器件。对于 OPAx320、我建议在 C2000 ADC 的 VREFHI 输入端使用360mΩ Ω 至500mΩ Ω(毫欧)范围内的小电阻器22µF Ω、如下所示。