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ADC 采样时间

源阻抗、采样电容与半 LSB 建立时间。

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一阶模型

采样保持网络用源阻抗、采样开关电阻和采样电容近似:

τ=(Rsrc+Rsw)Csa,t=τ(N+1)ln⁡2 \tau=(R_{\mathrm{src}}+R_{\mathrm{sw}})C_{\mathrm{sa}},\qquad t=\tau(N+1)\ln 2

tt 是满量程阶跃建立到半 LSB 所需的时间,NN 为 ADC 位数。总电阻 10 kΩ、采样电容 10 pF 时,τ=100 ns\tau=100\,\mathrm{ns},12 位 ADC 的建立时间约为 901 ns。

采样周期

ADC 时钟为 14 MHz 时,一个时钟周期约 71.4 ns,901 ns 对应约 12.6 个周期,向上取整为 13 个周期。实际采样时间还要满足手册规定的最小采样周期,并计入输入运放、外置储能电容和电荷共享。

采样网络图中源阻抗、采样开关电阻和采样电容可直接修改,时间常数与建议采样周期同步更新。

源阻抗越高,建立时间越长;增大采样电容会降低采样噪声,但同样需要更长采样时间。页面只计算采样保持网络,不把 ADC 内部比较时间和转换时间算进来。

使用方式

先按分压或传感器输出得到源阻抗,再填写采样开关电阻与采样电容。把计算出的周期与 ADC 手册的采样时间编码比较,选择不小于该值的档位。若无法满足,降低源阻抗或增加缓冲运放,而不是单纯延长采样时间。