在规划时，一个常见的问题是怎么在过压条件下维护ADC输入。ADC输入的维护具有许多情况和潜在解决方案。一切供货商的ADC都在此方面具有类似需求。本文将深入分析过压景象中或许呈现的问题、产生频率及潜在的补救措施。
ADC输入的过驱一般产生于驱动电轨远远大于ADC最大输入规模时，例如，放大器
±15 V供电，而ADC输入为0至5V。高压电轨用于承受±10 V输入，一起给ADC前端/驱动级供电，这在工业规划中很常见，PLC模块便是这种情况。。假如在驱动放大器电轨上产生毛病情况，则可因超越最大额定值而损坏ADC，或在多ADC体系中搅扰同步/后续转化。本文将要点评论怎么维护精细SAR ADC，如AD798x系列，但也适用于其他ADC类型。
试考虑图1中的景象。
图1.精细ADC规划的典型
本电路代表AD798X(例如AD7980)系列PulSAR? ADC中的景象。输入端、基准源和之间存在维护二极管。这些二极管能够处理最高130mA的大，但仅能继续数，不适用于较长时间或重复过压。在一些产品上，例如AD768X/AD769x(如AD7685、AD7691)系列器材，维护二极管衔接至VDD引脚而不是REF。在这些器材上，VDD电压一直大于或等于REF。一般来说，此装备更有用，由于VDD是更安稳的箝位电轨，对搅扰不灵敏。
图1中，假如放大器趋向+15 V电轨，则衔接至REF的维护二极管将敞开，放大器将测验上拉REF。假如REF节点未通过强驱动器电路驱动，则REF节点(及输入)的电压将升至肯定最大额定电压以上，一旦电压在该过程中超越器材的，ADC或许受损。图3举例阐明了ADC驱动器趋向8 V而使基准电压(5 V)过驱的情况。许多精细基准电压源无灌电流才能，这在此景象中会形成问题。或许，基准驱动电路十分，足以将基准电压保持在标称值邻近，但仍将违背准确值。
在共用一个基准电压源的同步多ADC体系中，其他ADC上的转化不准确，由于该体系依靠于高度基准电压。假如毛病情况恢复时间较长，后续转化也或许不准确。
缓解此问题有几种不同办法。最常见的是运用(BAT54系列)，将放大器输出钳位在ADC规模。相关阐明详见图2和图3。假如合适运用需求，也可运用二极管将输入箝位在放大器。
图2.精细ADC规划的典型电路图(增加了二极管和齐纳二极管维护)
在此情况中，之所以挑选肖特基二极管，是由于其具有低正导游通压降，可在ADC内的内部维护二极管之前敞开。假如内部二极管部分敞开，肖特基二极管后的电阻也有助于将电流约束在ADC内。关于额定维护，假如基准电压源没有/几乎没有灌电流才能，则可在基准节点上选用齐纳二极管或箝位电路，以确保基准电压不被过度拉高。在图2中，为5V基准电压源运用了5.6V齐纳二极管。
P2 维护ADC输入
图3.黄色 = ADC输入，紫色 = 基准电压源。左边图画未增加肖特基二极管，右侧图画增加了肖特基二极管。
图4.黄色 = ADC输入，绿色 = ADC驱动器输入，紫色 = 基准电压源(沟通)。左边图画未增加肖特基二极管。右侧图画增加了肖特基二极管(BAT54S)。
图4中的示例显现了以使ADC输入过驱时，给ADC输入增加肖特基二极管后对基准输入(5 V)的影响。肖特基二极管接地，5 V体系电轨能够吸电流。假如没有肖特基二极管，当输入超越基准电压和地电压一个压降时，就会呈现基准电压源搅扰。从图中可看到，肖特基二极管彻底消除了基准电压源搅扰。
需求留意肖特基二极管的反向，此电流在正常运转期间可引进失真和。该反向漏电流受温度影响很大，一般在二极管数据手册中指定。BAT54系列肖特基二极管是不错的挑选(25°C时最大值为2μA，125°C时约100μA)。
彻底消除过压问题的一种办法是为放大器运用源电轨。这意味着，只要为基准电压(最大输入电压)运用相同电平(本例中为5V)，驱动放大器就绝不会摇摆至地电压以下或最大输入电压以上。假如基准电路具有满足的输出电流和驱动强度，则可直接用来为放大器供电。图5中显现了另一种或许性，也便是运用略低的基准电压值(例如，运用5 V电轨时为4.096 V)，然后明显下降电压过驱才能。
这些办法可解决输入过驱的问题，但价值是ADC的输入摆幅和规模受限，由于放大器存在上裕量和下裕量要求。一般，轨到轨输出放大器可在电轨十几mV内，但也有必要考虑输入裕量要求，或许为1 V或更高，这会将摆幅进一步约束在和单位装备内。该办法供给了最简略的解决方案，由于不需求额定维护元件，但依靠正确的电源电压，或许还需求轨到轨输入/输出(RRIO)放大器。
图5.单电源精细ADV规划的典型电路图
P3放大器与ADC输入之间的RC中的串联R也可用于在过压情况期间约束ADC输入处的电流。不过，运用此办法时需求在限流才能与ADC功能做出取舍。较大的串联R供给较佳的输入维护，但会导致ADC功能呈现较大失真。假如输入信号较低，或许ADC不在满吞吐速率下运转，这种取舍可行，由于此情况下串联R能够承受。运用可承受的R巨细可通过试验办法。
如上文所述，维护ADC输入没有成法，但依据运用要求，可选用不同的独自或组合办法，以相应的功能取舍供给的维护水平。
作者简介
Alan Walsh[alan.walsh@.com]是ADI公司的运用工程师。他于1999年参加ADI公司，上任于美国马萨诸塞州威明顿市的精细转化器运用部。他具有都柏林大学学士学位。
