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[参考译文] ADS8508:为 CAP、REF、VANA 选择电容器

Guru**** 657500 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS8505, ADS8508, ADS8509
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。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1131257/ads8508-selecting-capacitors-for-cap-ref-vana

器件型号:ADS8508
主题中讨论的其他器件:ADS8505ADS8509

在使用 ADS8508IBDWR 的应用中、输出数字代码似乎会受到一些干扰。
调查表明、问题可能与所选的钽电容器有关。

1) 1)是否确实需要钽电容器-如 DS 所示、电容、REF、VANA?
2) 2)如果需要、除了电容外、是否还有任何需要考虑的参数?

此致、
Darren

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    Darren、您好!

    REF 和 VANA 引脚可以使用陶瓷电容器、并且应提供比钽更好的性能。  但是、CAP 引脚对总 ESR 很敏感。  数据表建议电容引脚上的电容器的最大 ESR 为3 Ω。  许多钽电容器的值将高于此值。  您可能希望使用 ESR 更低的钽电容器、或将陶瓷电容器与1欧姆电阻器串联、以更类似于高质量、低 ESR 钽电容器。

    此致、
    Keith Nicholas
    精密 ADC 应用

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    您好、Keith、

    很抱歉 Necro 此帖子。

    但我发现 了这篇 E2E 帖子 (5年前)、内容是针对 ADS8505 (16位版本的 ADS8508?) CAP 引脚上的钽 电容器是不必要的;陶瓷电容器是可以的。 这是因为 ADS8505设计不依赖于 ESR。 在该帖子中、"Wu JW"表示、我的客户也确认、在电容器上使用低 ESR 陶瓷电容器实际上会产生更好的 ADC SNR。 查看数据表(ADS8505)中的图17、可以看到、在整个 ESR 范围内、SNR 也相当稳定。

    对于我的客户来说、向陶瓷电容器实际添加~1Ω Ω 串联电阻略微降低性能。

    但是、与上述情况相矛盾...
    我找到 了此文档 中的一个专用基准、该基准电压用于显示陶瓷电容与钽电容;
    但它也建议~1.5Ω Ω 的 ESR 和钽电阻。

    总结问题:

    1) 1)我们为什么(如果可能、请提供有关机制和图形的详细信息)需要使用"ADS8508/9钽?

    2) 2)我~1Ω、如果需要 Δ V ESR、"太小"和"太大"可能会对噪声和稳定性产生不利影响。 为什么?  
    根据我的经验、以下两个问题似乎是...想法?
    a:ESR 过小、基准输出缓冲器无法驱动2.2uF 电容器;导致稳定性问题
    B. ESR 过大、您将极点拉入并降低相位裕度、从而导致稳定性问题

    此致、
    Darren

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    您好 Darren、

    在数据表中建议使用钽电容器的原因是、当最初发布 ADS8505时、2.2uF 陶瓷电容器在小型封装中不能广泛使用。

    由于钽电容器很常见、因此稳压器电路通常通过内部补偿来与一系列 ESR 配合使用、因此可以使用许多钽电容器类型。  在本例中、我的建议是保守的、因为我不确定 CAP 引脚是否会在 ESR 为0欧姆时保持稳定。  您发现的旧帖子确认了该特定 ADC 不需要外部 ESR 电容。

    因此、是的、对于 ADS8505、可以使用陶瓷电容器代替所有钽电容器。

    关于具体问题、如果 ESR 过低且没有内部补偿、外部电容将产生具有输出级阻抗的极点、从而减小会导致额外振铃或完全振荡的相位裕度。  同样、这可以通过内部补偿来消除、这就是大多数现代基准和 LDO 的设计方式。

    根据器件内部的补偿设置方式、ESR 过大也会导致稳定性问题、但更常见的情况是、电容器根本不会帮助在负载瞬态较大的情况下维持稳定的输出电压。

    此致、
    Keith

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    您好、Keith、

    [引用 userid="3754" URL"~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1131257/ads8508-selecting-capacitors-for-cap-ref-vana/4224421 #4224421"]

    因此、是的、对于 ADS8505、可以使用陶瓷电容器代替所有钽电容器。

    [/报价]

    客户真的需要对 ADS8508/ADS8509进行评论。
    您对我的第一次答复中的图23表示 SINAD/THD 即使低至0Ω Ω ESR 也是最佳/稳定的。
    数据表中还仅显示" ESR 保持在3Ω Ω 以下至关重要"-这与图23一致。

    3Ω 这一点、如果我错了、请纠正我的问题、但我理解只要 ESR 在 PVT 和寿命期间保持稳定(<1 μ V)、那么就没有最低要求、而 MLCC 是一个可行的高性能稳定选项、这可能在15年前就没有。
    我是否正确理解了这一点? (我想陶瓷与钽相比、振动噪声拾取仍然存在问题...)

    如果在发生意外情况时、此器件确实需要一些最小 ESR (未在数据表中定义或上述第一个帖子中的图23中定义)、那么您能否向客户确认器件的稳定性/运行所需的最小 ESR 是多少?

    ~3Ω 指出、如果在 MLCC 和钽之间唯一真正需要注意的是为 MLCC 添加一个串联电阻器、那么为该1 μ A 甜蜜点进行设计就会稍微困难一些。

    它们还证实了 ESR 更低(MLCC)的性能优于钽电阻器或 MLCC + 1Ω Ω 电阻器。

    此致、
    Darren

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    您好 Darren、

    ADS8509数据表中的图23确实显示 ESR 可以为0 Ω、因此客户可以安全地使用2.2uF 陶瓷电容器代替 ADS8509 (16位)和 ADS8508 (12b 版本) ADC 的钽电容器。

    是的、您的理解是正确的。  我希望这有助于澄清问题。

    此致、
    Keith

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    您好、Keith、

    我需要最后一件事。

    从 ADS8509数据表中的图23可以看出、随着 ESR 增大、SNR 会降低。
    您能否向我提供技术说明、说明为什么会出现这种情况?

    我知道总结的是"较高的 ESR 会产生一个会影响增益/相位曲线的极点(RC)、从而影响稳定性"。
    我被要求在这里解释一下这个机制;你可以提供的任何进一步的细节/说明将有助于使这个问题得到休息。

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    您好 Darren、

    随着 ESR 的增加、基准缓冲器的相位裕度减小、稳定所需的时间更长。  ADC 的基准输入是开关电容器、基准缓冲器将其视为阶跃输入负载电流变化。  在相位裕度较低的情况下、CAP 引脚将振铃并需要很长时间才能稳定、这将在 ADC 频谱中显示为谐波失真、从而降低 THD 和 SINAD。

    TI 高精度实验室- ADC 系列更详细地讨论了这些效果。  请观看本演示、其中讨论了缓冲引用的使用。  对于 ADS8509、增加的 ESR 会降低缓冲器的效率、从而导致更高的失真。

    https://training.ti.com/sites/default/files/docs/overview-reference-drive-topologies-presentation.pdf

    此致、
    Keith