基准电压调节技术可提高ADC精度以降低成本
在本设计笔记中，电路使用10位ADC、分压器和外部基准，将ADC的虚拟精度提高到13位。本文介绍了一种将10位ADC范围扩展到13位的电压调节技术。具
2023-01-11 16:15:16
基准电压调节技术可提高ADC精度以降低成本
2023-01-11 16:15:16 来源：ADI
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在本设计笔记中，电路使用10位ADC、分压器和外部基准，将ADC的虚拟精度提高到13位。本文介绍了一种将10位ADC范围扩展到13位的电压调节技术。具有MAX159 10位ADC、MAX5420分压器和MAX6141电压基准。
为了提供灵活性，数据采集板必须能够适应各种输入电压范围。处理低振幅信号通常需要增加分辨率位数，从而增加成本。
本应用笔记介绍了一种简单电路，该电路使用低成本10位ADC，但将虚拟精度提高到13位。
图1.
ADC 的 1 LSB（最低有效位）为 FSR/2n，其中 n 是位数。FSR（满量程范围）取决于基准电压的幅度。MAX159（低功耗、108ksps串行ADC，采用μMAX-8封装）的外部基准的输入电压范围为0至V®DD+ 50mV.这种大输入范围允许使用缩放技术适应不同的输入范围。
低成本3引脚电压基准的输出采用数字可编程分压器（MAX5420）进行调节。该器件提供 1、2、4、8 四种精密分频比。根据等级（A，B，C），比率精度范围从0.025%到0.5%。使用数字输入D1、D0选择比率，如下所示：
| 数字输入 | ||
| D1 | D0 | 分频比 |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 2 |
| 1 | 0 | 4 |
| 1 | 1 | 8 |
基准电压MAX6141提供4.096V输出电压。分压比为1时，1 LSB的尺寸为4.096/1024 = 4mV。此大小根据下表而变化：
| V裁判（五） | 分频比 | 低音（毫伏） | 虚拟精度达 4.096V FS |
| 4.096 | 1 | 4 | 10 位 |
| 2.048 | 2 | 2 | 11 位 |
| 1.024 | 4 | 1 | 12 位 |
| 0.512 | 8 | 0.5 | 13 位 |
有效分辨率保持在 10 位。但与4.096V FSR系统相比，虚拟精度有所提高。1 LSB的尺寸仍然大于典型转换器本底噪声（300μV），分压比也为8。这确保了ADC性能不受LSB尺寸减小的限制。
审核编辑：郭婷
