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高速模數轉換器輸入阻抗測量
作者：
時(shí)間：2017-02-06
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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2012-3-12 09:07:20 上傳
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圖6: 這條曲線(xiàn)說(shuō)明了沒(méi)去掉前端電路寄生效應的ADC阻抗。
2012-3-12 09:07:22 上傳
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圖7: 這條曲線(xiàn)說(shuō)明了去掉前端電路寄生效應的ADC的阻抗。
轉換器輸入阻抗計算：數學(xué)方法
現在我們通過(guò)數學(xué)方法分析一下，看花在實(shí)驗室測量上的時(shí)間是否值得?？蓪θ魏无D換器的內部輸入阻抗實(shí)施建模(圖8)。該網(wǎng)絡(luò )是表述跟蹤模式下(即采樣時(shí))輸入網(wǎng)絡(luò )交流性能的一個(gè)良好模型。
2012-3-12 09:07:23 上傳
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圖8: 跟蹤模式（實(shí)施采樣時(shí)）下，ADC內部輸入網(wǎng)絡(luò )的AC性能。
ADC internal input Z：ADC內部輸入阻抗
通常，任何數據手冊都會(huì )給出某種形式的靜態(tài)差分輸入阻抗、以及通過(guò)仿真獲得的R||C值。本文所述方式所用的模型非常簡(jiǎn)單，目的是求出高度近似值并簡(jiǎn)化數學(xué)計算。否則，如果等效阻抗模型還包括采樣時(shí)鐘速率和占空比，那么很小的阻抗變化就可能使數學(xué)計算變得異常困難。
還應注意，這些值是ADC內部電路在跟蹤模式下采樣過(guò)程(即對信號進(jìn)行實(shí)際采樣)中的反映。在保持模式下，采樣開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，輸入前端電路與內部采樣處理或緩沖器隔離。
推導該簡(jiǎn)單模型(圖8)并求解實(shí)部和虛部：
Z0 = R, Z1 = 1/s • C, s = j • 2 • π • f, f = frequency
ZTOTAL = 1/(1/Z0 + 1/Z1) = 1/(1/R + s • C) = 1/((1 + s • R • C)/R)) = R/(1 + s • R • C)
代換s并乘以共軛復數：
ZTOTAL = R/(1 + j • 2 • π • f • R • C) = R/(1 + j • 2 • π • f • R • C) • ((1 – j • 2 • π • f • R • C)/(1 – j • 2 • π • f • R • C)) = (R –j • 2 • π • f • R2 • C)/(1 + (2 • π • f • R • C)2)
求出“實(shí)部”(Real)和“虛部”(Imag)：
ZTOTAL = Real + j • Imag = R/(1 + (2 • π • f • R • C)2) + j • (–2 • π • f • R2 • C)/(1 + 2 • π • f • R • C)2)
Real = R/(1 + (2 • π • f • R • C)2) Imag = (–2 • π • f • R2 • C)/(1 + (2 • π • f • R • C)2)
這一數學(xué)模型與跟蹤模式下的交流仿真非常吻合(圖9和圖10)。這個(gè)簡(jiǎn)單模型的主要誤差源是阻抗在高頻時(shí)的建立水平。注意，這些值一般是通過(guò)一系列仿真得出的，相當準確。
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