一、輸入電容（input Capacitance）

SAR（逐次比較）型ADC的輸入電容一般分為采樣模式下的和保持模式下的電容。一般SAR型號ADC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：

圖 1 SAR型ADC模擬輸入結(jié)構(gòu)題

當(dāng)采樣的時候S1開關(guān)閉合 CSH 電容與輸入信號連接在一起到 AD 的輸入端，采樣的過程本質(zhì)上是對CSH電容進行充電，這段時間稱為采樣周期。然后進入保持模式，在保持模式下 S1 開關(guān)斷開 ADC 開始轉(zhuǎn)換采樣的信號，這一段時間稱為轉(zhuǎn)換周期。

那么在轉(zhuǎn)換周期內(nèi)輸入電容就不存在了呢？顯然不是這樣的。一般在ADC設(shè)計中會在前端加一二極管來做輸入保護。

圖 2 ADS7040模擬輸入通道

在保持模式下 輸入電容曰等于輸入二極管結(jié)構(gòu)的寄生電容，通常為人為在2~ 4pF。左圖展示了一個常見ADC的模擬輸入結(jié)構(gòu)。包括了輸入二極管 ，電阻、電容和開關(guān)。

二、 輸入漏電流

輸入漏電流是指流入流出 ADC 輸入端的直流電流。這個電流來自于ADC內(nèi)部的ESD保護或者其他寄生參數(shù)。在進行模型分析時，可以把它看成一個直流電流源，加載到 ADC 的輸入端口，通常是微安和納安級。

圖 3 STM32ADC內(nèi)部結(jié)構(gòu)

輸入漏電流類似于運放的輸入偏置電流，但是要注意的是電流的流向可以是任意方向的（途中也可以看出電流值是±1uA，并不是單向）。我們就以STM32的ADC為例進行分析。首先我們要知道RAIN 的值，依據(jù)手冊它的值是會隨著采樣率發(fā)生變化。這個后面介紹。我們選取一個最大值50KΩ。漏電流選為流出1μA.這楊就會引入一個50mV的誤差。

如果計算一下假設(shè)現(xiàn)在STM32ADC量程范圍是0~3.3V,那么1LSB對應(yīng)的電壓值就是0.805664mV。這種誤差會直接損失62LSB。對于大多數(shù)一般而言，它的大小和極性可能是不同的，這個取決于不同的器件，通常數(shù)據(jù)手冊中給出的是典型值，但是實際中由于自己設(shè)計的手藝和廠商的工藝不同，要比給出的值大很多。一般對于最大值的估計，我們可以使用三倍的標(biāo)準(zhǔn)差來計算。

三、輸入阻抗

就直接以一個SAR型 ADCCore的輸入阻抗來講一般是一個動態(tài)阻抗它來源于輸入漏電流和輸入電容開關(guān)充放電的結(jié)果。但是一般我們使用的ADC芯片來講有一個固定輸入阻抗增益放大器，輸入阻抗可以用于計算輸入漏電流，當(dāng)輸入漏電流流經(jīng)阻抗時會產(chǎn)生一個漏電流。

圖 4 ADS8681內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)輸入 1V 信號時，計算輸入漏電流的計算結(jié)果為1μA。如果我們在輸入端串接一個電阻50Ω，就會引起增益誤差。因為它和后面的可編程增益放大器(PGA)的增益設(shè)置電阻串聯(lián)在了一起。因此為了減小誤差，要注意輸入的匹配。