使用IC采样保持放大器( 七 )

图8a.带S/H的独立12位单极性模数转换器
在带有S/H放大器的高速逐次逼近模数转换应用中，潜在误差源是来自模数转换器的回退误差。逐次逼近模数转换器表示S/H的动态负载，而转换周期开始时的MSB负载会因为非零S/H输出阻抗，在模数转换器输入电压（S/H输出）上产生瞬变。如果S/H阻抗在高频率下不够低，回退误差可能会超过LSB 。
要解决这个问题，需要使用具有低阻抗输出级的S/H ，或具有高反馈的S/H ，以实现低回退误差。如果阻抗足够低，可以使动态电压误差忽略不计，那么模数转换器负载不会引发问题。 AD585输出级用于实现低动态输出阻抗，以最小化此误差。图8b所示为转换期间AD585输出驱动AD574A的放大照片，可说明这一点。注意， MSB开关点上的负向瞬态误差在持续时间内低而短。

图8b.AD585S/H放大器的输出驱动AD574A ， MSB转换
对于既需要快速采集时间，也需要低下降率的应用，可以使用级联S/H同时满足这些相互冲突的性能参数。图9所示的是这样一个电路， HOLD1和HOLD2控制线的驱动方式如时序图所示。基本理念是，级联的第一个S/H在第二个达到额定精度之前快速获取输入。然后，第一个S/H进入保持状态，第二个继续获取第一个（快速）S/H的输出端上出现的“输入” 。由于这构成了输入信号的串联路径，因此两个S/H的误差会加在一起。
该电路使用两个串联的AD585 ，第一个通常配置用于实现快速采集。使用AD585的内部电容，该级将实现1mV/ms（最大）压降率。该级进行5μs（HOLD1信号的宽度）采样。第二个S/H对第一个的输出进行500μs（或HOLD2的宽度）采样。在这500μs期间，第一级的输出电压会下降，最高达0.5mV 。这一般是HOLD2宽度（单位：ms）乘以1mV/ms 。
第二个AD585使用一个0.01μF外部CH ，它会最大限度降低此级的电压降幅，降低100倍（第二级和第一级CH的比率）。之后，整个电路的有效压降变为0.5mV（第一级），加上0.01mV/ms（第二级）。第二级的保持间隔达几十ms ，所以，此级联S/H的净压降接近500μs间隔的压降，在本例中为0.5mV 。
当然，此方案作出的取舍是：整体信号吞吐量降低。实际上，因为该应用本就打算与速度较慢的模数转换器配合使用，所以这种取舍可能只会造成很小或根本不会造成影响。此外，如果多路复用器之前使用了多个级联S/H ，此方案可能非常有用，即使很少对单个频道采样也能保持较高的整体吞吐率。注意，就此级联的孔径时间而言，有效fmax仍由两个S/H中的第一个决定。本示例所示是同相单位增益S/H 。原则上，任一（或两个）S/H都可以使用其他比例。
对于布局，用户需要遵循一些重要的通用实用规则。只要使用外部CH ，就需要注意使用保护走线将与引脚7相关的PC走线包围起来。应将其连接至模拟地，连接此引脚的导线越短越好。外部CH应该是低DA型电容，其外部箔片连接至S/H输出（引脚8）。还请注意，许多S/H应用可能永远不需要使用外部CH或引脚7 。在这种情况下，可以沿封装附近切割引线，将拾取线路剪至最短。

图9.环路压降级联S/H