在許多典型電路設計中,AD轉換器之前會有一個電壓跟隨器。這個跟隨器到底是不是需要?正常情況下,電壓跟隨器可以提高輸入阻抗,增加抗干擾能力,降低信號源的輸出阻抗,目的是為了不增加采樣時間,保證AD轉換精度;實際電路中這個要在了解跟隨器作用的基礎上,針對自己的電路特點而定。
電壓跟隨器一般作用是進行電路的阻抗匹配變換,可知電壓跟隨器輸入電阻大,輸出阻抗小;在AD轉換芯片前加上電壓跟隨器即是降低前級電路的輸出阻抗(即前級內阻),如此前級可有效驅動的負載能力越大,ADC即是一負載,ADC采樣的電壓更接近理想值;一般ADC輸入阻抗還是較大的,根據你的前級電路與所使用ADC靈活選用最好。
如果source內阻比較高, 那么就必需要加這個電壓跟隨器(實質上是阻抗變換器), 一般AD輸入有個1nF的采樣保持電容,內部有個很短的開關時間sample&hold,如果沒有跟隨器, 短時間電容充電因為信號源內阻太大, 電容兩端的電壓會慢慢上升(RC常數太大),這樣采樣到的電壓就不是真實的電壓, 比實際要低很多,使用跟隨器后, RC常數急劇變小, 這樣采樣電壓就基本=實際電壓,但是根據你實際的電路設計, 最終可能會有0.01~2V左右的誤差, 這個跟量化誤差、參考電壓精確度、信號輸入分壓網絡等等有關。
在AD轉換器輸入之前是否需要接一個電壓跟隨器
首先,分析跟隨器在這里的作用。電壓跟隨器在這里的作用是阻抗變換作用。
1.將輸入阻抗變得很高,這樣對于輸入信號的影響可以做到很小。
2.輸出阻抗邊個很低,AD輸入阻抗對輸入信號的影響可以做到很小。以低輸出電阻、瞬間大輸出電流、高壓擺率、快速建立時間滿足ADC內部采樣保持電路快速準確采樣的需求---好的運放組成的跟隨器可以滿足這個要求,注意這個跟隨器不是一般的運放,得根據ADC的質量高低做出精確的選擇。特別需要注意的是,多數ADC內部不具備高阻驅動電路,也就是說他們的輸入阻抗一般都不高。
3.電平和動態范圍調整,以及電源級保護,使用跟隨器說明此電路沒有這個需求。
4.抗混疊濾波。如果跟隨器的帶寬很小,或者增加了低通濾波,都可能實現抗混疊濾波。
同時還需要分析自己電路和被測信號做出是否用跟隨器的決定。
?1.如果信號源的輸出阻抗很小,那么影響1可以忽略。
2.如果AD的輸入阻抗很大,那么影響1和影響2均可以忽略。
3.若兩個影響都可以忽略,不必采用跟隨器。
4.存在一個影響,就需要選用跟隨器。
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