ADC知识（1）——直流参数（输入电容，输入漏电流，输入阻抗）二、 输入漏电流 三、输入阻抗

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一、输入电容（input Capacitance）

二、 输入漏电流 

三、输入阻抗

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一、输入电容（input Capacitance）

SAR（逐次比较）型ADC的输入电容一般分为采样模式下的和保持模式下的电容。一般SAR型号ADC的内部结构如下：

图 1 SAR型ADC模拟输入结构题

 

当采样的时候S1开关闭合 CSH 电容与输入信号连接在一起到 AD 的输入端，采样的过程本质上是对CSH电容进行充电，这段时间称为采样周期。然后进入保持模式，在保持模式下 S1 开关断开 ADC 开始转换采样的信号，这一段时间称为转换周期。那么在转换周期内输入电容就不存在了呢？显然不是这样的。一般在ADC设计中会在前端加一二极管来做输入保护。

图 2 ADS7040模拟输入通道

在保持模式下 输入电容曰等于输入二极管结构的寄生电容，通常为人为在2~ 4pF。左图展示了一个常见ADC的模拟输入结构。包括了输入二极管 ，电阻、电容和开关。

二、 输入漏电流 

输入漏电流是指流入流出 ADC 输入端的直流电流。这个电流来自于ADC内部的ESD保护或者其他寄生参数。在进行模型分析时，可以把它看成一个直流电流源，加载到 ADC 的输入端口，通常是微安和纳安级。

图 3 STM32ADC内部结构

输入漏电流类似于运放的输入偏置电流，但是要注意的是电流的流向可以是任意方向的（途中也可以看出电流值是±1uA，并不是单向）。我们就以STM32的ADC为例进行分析。首先我们要知道RAIN 的值，依据手册它的值是会随着采样率发生变化。这个后面介绍。我们选取一个最大值50KΩ。漏电流选为流出1μA.这杨就会引入一个50mV的误差。如果计算一下假设现在STM32ADC量程范围是0~3.3V,那么1LSB对应的电压值就是0.805664mV。这种误差会直接损失62LSB。对于大多数一般而言，它的大小和极性可能是不同的，这个取决于不同的器件，通常数据手册中给出的是典型值，但是实际中由于自己设计的手艺和厂商的工艺不同，要比给出的值大很多。一般对于最大值的估计，我们可以使用三倍的标准差来计算。

三、输入阻抗

就直接以一个SAR型 ADCCore的输入阻抗来讲一般是一个动态阻抗它来源于输入漏电流和输入电容开关充放电的结果。但是一般我们使用的ADC芯片来讲有一个固定输入阻抗增益放大器，输入阻抗可以用于计算输入漏电流，当输入漏电流流经阻抗时会产生一个漏电流。

图 4 ADS8681内部结构图

当输入 1V 信号时，计算输入漏电流的计算结果为1μA。如果我们在输入端串接一个电阻50Ω，就会引起增益误差。因为它和后面的可编程增益放大器(PGA)的增益设置电阻串联在了一起。因此为了减小误差，要注意输入的匹配。