精确的数据采集其实全是相对的
作者：matt hann 德州仪器
“聪明的人解决问题，智慧的人避免问题。”— 阿尔伯特·爱因斯坦
爱因斯坦也许也会爱上模拟设计，因为其中总会涉及一些相对论。例如在数据采集系统中，精确度是相对于数据转换器参考电压的。
通过评估各种必要的折衷方案，设计人员的智慧和远见决定了在板级设计中实现最佳性能。我们必须时刻考虑电压参考电路的设计性能与灵活性，否则 16 位数据采集系统就会表现得像 12 位系统。
当模数转换器 (adc) 不含内部参考时，数据采集系统就需要外部电压参考电路。让电路板及系统级设计人员非常苦恼的是, 这通常是精确数据采集系统性能不佳的源头。adc的转换精度基于这些电路为adc提供的精确电压。
好消息是有三个重要组件可帮助优化外部参考电路，提高 adc 性能。它们分别是：电压参考、参考驱动器放大器和外部电容器。在选择这些器件时应牢记以下要诀：
1)电压参考。寻找一款满足整体功耗需求并具有比 adc 噪声底限低的 1/f（闪烁）噪声的参考。如果主要噪声源是 adc 本身之外的因素，这就将直接影响整体设计的精度。
2)参考驱动器放大器。参考输入 (ref_in) sar adc 包含一个电容式开关网络，可创建电压参考的动态电流需求。这可能需要外部驱动器放大器来解决 adc 转换之间的稳定性或建立时间问题。
此外，在为应用选择放大器时，还必须在电容负载驱动器、噪声、漂移与功耗中考虑到相互平衡。
3)电容器。即使最好的低噪声参考，也需要一款滤波器将 rms 噪声降至比 adc 低得多的水平。设法将噪声成分控制在 adc rms 噪声的 1/3 以下。
电荷斗 (cref1) 的大小取决于：1）从 adc 参考引脚消耗的平均动态电流；2）adc 转换之间的固定偏差要求；以及 3）参考驱动器放大器提供的电流总量。
对于高精确度应用而言，该值一般介于 10 至 22μf 之间。
这几个重要注意事项应该会让爱因斯坦感到自豪，它们可为您的新设计带来一些灵感,并实现更高的性能。
如希望了解参考电路的设计方法，欢迎查看 ti 高精度设计 tipd114，该数据采集参考设计可充分满足系统的 1khz ac、1mw、18 位以及 1msps 需求。
原文请参见: http://e2e.ti.com/blogs_/b/precisiondesignshub/archive/2013/08/02/accurate-data-acquisition-it-s-all-relative.aspx
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当模数转换器 (adc) 不含内部参考时，数据采集系统就需要外部电压参考电路。让电路板及系统级设计人员非常苦恼的是, 这通常是精确数据采集系统性能不佳的源头。adc的转换精度基于这些电路为adc提供的精确电压。
好消息是有三个重要组件可帮助优化外部参考电路，提高 adc 性能。它们分别是：电压参考、参考驱动器放大器和外部电容器。在选择这些器件时应牢记以下要诀：
1)电压参考。寻找一款满足整体功耗需求并具有比 adc 噪声底限低的 1/f（闪烁）噪声的参考。如果主要噪声源是 adc 本身之外的因素，这就将直接影响整体设计的精度。
2)参考驱动器放大器。参考输入 (ref_in) sar adc 包含一个电容式开关网络，可创建电压参考的动态电流需求。这可能需要外部驱动器放大器来解决 adc 转换之间的稳定性或建立时间问题。
此外，在为应用选择放大器时，还必须在电容负载驱动器、噪声、漂移与功耗中考虑到相互平衡。
3)电容器。即使最好的低噪声参考，也需要一款滤波器将 rms 噪声降至比 adc 低得多的水平。设法将噪声成分控制在 adc rms 噪声的 1/3 以下。
电荷斗 (cref1) 的大小取决于：1）从 adc 参考引脚消耗的平均动态电流；2）adc 转换之间的固定偏差要求；以及 3）参考驱动器放大器提供的电流总量。
对于高精确度应用而言，该值一般介于 10 至 22μf 之间。
这几个重要注意事项应该会让爱因斯坦感到自豪，它们可为您的新设计带来一些灵感,并实现更高的性能。
如希望了解参考电路的设计方法，欢迎查看 ti 高精度设计 tipd114，该数据采集参考设计可充分满足系统的 1khz ac、1mw、18 位以及 1msps 需求。
原文请参见: http://e2e.ti.com/blogs_/b/precisiondesignshub/archive/2013/08/02/accurate-data-acquisition-it-s-all-relative.aspx
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