“Easy Drive” 增量累加模数转换器如何消除电流误差

如今，人们已经能够将大型RC网络直接布设在高分辨率ΔΣ模数转换器之前，同时又不会使它们的DC准确度发生任何劣化 (见图 1)。LTC248x 系列转换器利用Easy Drive技术 (这是一种能够自动消除差分输入电流的全无源采样网络) 来解决了这问题。Easy Drive技术并未采用会导致性能下降的片内缓冲器 (请参见“为什么不采用片内缓冲器?”)，而是采用了一种新型架构，这种架构能够在采用组件值高达100kΩ和10μF的输入RC网络的情况下维持0.002%的全标度误差。与先前的ΔΣ ADC世代相比，该新技术提供了众多的优点：

轨至轨共模输入范围

高阻抗传感器的直接数字化

消除了ADC 输入引脚所承受的采样脉冲尖峰

简单的外部低通滤波处理

噪声 / 功耗的减少

消除了外部 RC 稳定误差

至外部放大器的简易型连接

消除了传输线对远程传感器的影响

工作原理

ΔΣ转换器通过将多个低分辨率转换整合成一个高分辨率结果来实现高分辨率。

转换器都是将数百甚至数千个1位转换组合成为单个16、20或24位结果。这种做法明显的优点是实现一个1位转换器要比实现一个24位转换器容易得多。为了获得高分辨率，在转换周期中需对输入进行多次采样。

问题在于ΔΣ转换器的输入结构是一个开关电容器网络。电容器被作为zui终输出代码的一个函数而在输入、基准和地之间进行快速转换(频率高达10MHz )。每次这些电容器被转换至ADC输入，产生了一个电流脉冲。ADC的输入引脚将承受一种充电/放电脉冲图形。该图形是输入和基准电压的一个复函数。在每个采样周期中未能*稳定的外部RC网络会导致很大的DC误差。

解决该问题的巧妙之处在于利用了ΔΣ转换器的过采样特性。基于每个采样的前端电容器开关操作与传统的ΔΣ转换器采样是等同的。一种创新的前端采样架构可控制电容器数组的开关操作模式。当在整个转换周期中进行加法运算时，总差分输入电流为零，这与差分输入电压、共模输入电压、基准电压或输出代码无关。共模输入电流是恒定的，并与输入共模电压和基准共模电压两者之差成比例。