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求助,SAR ADC内部电容比较器的疑问求解



  • 如图,如果ADC处于采样模式,则SIN闭合,此时将采样的模拟输入电压保留在电容阵列中。接着,开关SC被打开,从而允许节点A处的电压随着位开关操控而移动。如果S1、S2、S3和S4全部连接到地,则节点A处出现大小等于–AIN的电压。如果将S1连接到VREF,则A处电压会在-Ain的基础上增加VREF/2。  我想问的是最后一个步骤,当S1接到Vref,不是相当于电容C和另外三个电容等效的电容C串联,那么A点的电压不是应该是1/2VREF吗?这里为什么是在-AIN的基础上加1/2VREF,为1/2VREF-VIN
    请各位专家指导下,谢谢

回帖(2)

王君凯

昨天 11:21
为1/2VREF-VIN ,  才是在-Ain的基础上增加VREF/2。
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李微波

昨天 18:07
在SAR ADC(Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter)中,内部电容比较器的工作原理涉及到电容阵列和开关的控制。根据您的描述,我们可以逐步分析这个过程:

1. **采样模式**:当ADC处于采样模式时,SIN闭合,模拟输入电压VIN被采样并保留在电容阵列中。

2. **SC打开**:当SC开关打开后,节点A处的电压开始随着位开关的操作而变化。

3. **S1、S2、S3、S4全部连接到地**:在这种情况下,节点A处的电压等于-VIN,因为电容阵列中的电荷被转移到了地。

4. **S1连接到VREF**:当S1连接到VREF时,我们需要考虑电容的电荷平衡。在S1连接到VREF之前,节点A处的电压是-VIN。当S1连接到VREF时,电容C1(与S1相连的电容)会与另外三个电容(等效为一个电容C)形成一个串联电容网络。由于电容C1现在与VREF相连,它会尝试平衡其上的电压,使得C1上的电压增加VREF/2。

5. **A点电压计算**:在S1连接到VREF后,节点A处的电压不再是简单的1/2VREF,而是在原有的-VIN基础上增加了VREF/2。这是因为电容C1上的电压变化会通过电容的串联关系影响到节点A的电压。具体来说,节点A处的电压变化可以表示为:

   [ V_A = -VIN + frac{VREF}{2} ]

   这个公式考虑了电容C1上的电压变化对节点A电压的影响。由于电容C1与另外三个电容串联,它们共同决定了节点A处的电压。当S1连接到VREF时,电容C1上的电压增加VREF/2,但由于电容的串联关系,这个变化会影响到节点A的电压,使其在原有的-VIN基础上增加了VREF/2。

希望这个解释能帮助您理解SAR ADC内部电容比较器的工作原理。如果您有其他问题或需要进一步的解释,请随时提问。
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