当您在系统中使用一个8 到14 位模数转换器(ADC) 时，理解转换器的电压参考通路至关重要。图1 所示为一款可适应ADC 参考输入动态的电路。图中，电压参考芯片为转换过程和电容器C_L1提供电压基底(voltage-foundation)，旨在吸收ADC 的内部参考电路[REF 1]电流峰值和滤波器参考噪声。本电路中，不仅仅降低电压参考噪声很重要，对内部电压参考放大器稳定性进行平衡也很重要。

图1 在参考和ADC 之间安装有低通滤波器的

8 到14 位模数转换器的串联电压参考电路

      利用该电路解决噪声问题时，ADC 传输函数（方程式1）表明了电压参考噪声的作用。

              (方程式1)

     公式中，V_IN为ADC 的输入电压，N 为ADC 位数，而V_REF为ADC 的参考电压。V_REF变量包括所有与参考芯片相关的误差，例如：精确度、温度变化、噪声等。任何情况下，参考误差都会成为ADC 系统增益误差的一部分。

       您可以利用系统处理器或控制器，对这些误差中的大多数进行校准。如果您正从ADC 负满量程到正满量程对数个点进行测量，则您会在这些误差中看到增益误差，其与转换器的输入电压有关。您无法利用处理器或控制器进行校准的误差是噪声。图2中，您会看到，转换器输出端的参考噪声随模拟输入电压不断增加。

图2 电压参考和ADC 噪声对转换器输出码的影响

    大多数电压参考数据表都有一个0.1 到10Hz 频率范围的输出电压噪声规范。一些厂商提供了电压参考输出噪声密度规范。这种规范一般用于宽频带区域噪声，例如：10kHz 的噪声密度等。无论厂商如何规定其参考噪声，加装低通滤波器均可降低参考输出的总噪声。您可以利用一个电容器和电容器的等效串联电阻(ESR) 来设计这种滤波器（参见图1）。您也可以通过使用参考文献2中建议的相同技术方法来确保设计的稳定性。

     图1 显示了我们设想中配置了8 到14 位转换器的参考系统的完整电路图。该系统的电压参考精确度很重要；但是，您可以使用任何硬件或者软件来对初始误差进行校准。另一方面，吸收ADC 参考引脚上电流峰值的同时消除或减少参考噪声，要求具备一定程度的特性描述和硬件滤波技巧。

     下次，我们将研究和设计一款适合16 位及以上转换器的电压参考电路。

参考文献：

1. 《提升混频信号电压参考》,作者：Baker, Bonnie
2. 《只需使用一个100电阻》,作者：Baker, Bonnie
3. 《第2 部分：电压参考如何影响ADC 性能》，作者：Oljaca, Baker,发表于TI 2009 年第3 季度刊的《模拟应用杂志》。