ADC 的 SPICE 模擬

反復(fù)試驗(yàn)的方法將信號發(fā)送到 ADC 非常耗時(shí)，而且可能有效也可能無效。如果轉(zhuǎn)換器捕獲電壓信息的關(guān)鍵時(shí)刻模擬輸入引腳不穩(wěn)定，則無法獲得正確的輸出數(shù)據(jù)。SPICE 模型允許您執(zhí)行的步是驗(yàn)證所有模擬輸入是否穩(wěn)定，以便沒有錯(cuò)誤信號進(jìn)入轉(zhuǎn)換器。

該設(shè)備的 TINA-TI Spice 宏模型允許您模擬進(jìn)入轉(zhuǎn)換器的模擬信號的影響。借助此模型以及 AINP、AINM 和 REF 處的適當(dāng)驅(qū)動器運(yùn)算放大器模型，您可以在進(jìn)入 PCB 之前確定是否可以實(shí)現(xiàn)良好的轉(zhuǎn)換。ADC 宏模型的重要性在于它準(zhǔn)確地表征了轉(zhuǎn)換器的輸入端子。驅(qū)動 AINP、AINN 和 REF 的運(yùn)算放大器還必須準(zhǔn)確地模擬其開環(huán)輸出電阻 (Ro)。

讓我們開始弄清楚這個(gè)宏模型是如何工作的。轉(zhuǎn)換器宏模型使用 55 pF 采樣電容器分別對正輸入和負(fù)輸入進(jìn)行采樣。該設(shè)備轉(zhuǎn)換 AINP 和 AINN 處兩個(gè)采樣值之間的電壓差。當(dāng)您查看模擬結(jié)果時(shí)，模型必須在采集周期結(jié)束時(shí)穩(wěn)定到至少半個(gè) LSB。對于這個(gè) 16 位轉(zhuǎn)換器，半個(gè) LSB 等于 REF / 2 16。

電壓參考引腳 REF 需要在轉(zhuǎn)換過程中或 CONVST 引腳變?yōu)楦咧岛蟊３址€(wěn)定的電壓（圖 2）。當(dāng) CONVST 為低時(shí)，轉(zhuǎn)換器正在獲取輸入信號（獲取模式）。SAR-ADC 宏模型具有 1 MHz 時(shí)鐘，并會產(chǎn)生 CONVST 信號。電壓參考引腳必須在轉(zhuǎn)換器的整個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)在位轉(zhuǎn)換周期結(jié)束時(shí)穩(wěn)定到半 LSB 電平。

圖2 在這個(gè)具有三線操作的三線時(shí)序圖中，CONVST 用作芯片選擇。

結(jié)論

對于 SAR-ADC 來說，模擬是一件棘手的事情。目前還沒有完整的轉(zhuǎn)換器模型可以準(zhǔn)確地模擬整個(gè)設(shè)備。您擁有的資源是一個(gè)模擬 SPICE 文件，它可以模擬模擬輸入引腳的穩(wěn)定性。擁有此工具的幸運(yùn)在于，您擁有一個(gè)強(qiáng)大的工具來解決關(guān)鍵、困難的轉(zhuǎn)換器問題之一。