在运放和 SAR ADC间插入 RC组合

       使用运算放大器来驱动 SAR-ADC看起来是一个简单的任务，好像只要选一个带宽符合ADC输入信号要求的运放，然后直接把运放作为缓冲来跟 ADC相连就可以了。但是你还没成功解决掉 ADC输入端电荷注入效应对运放输出造成的影响，如下图所示。SAR-ADC输入端的瞬间电流会干扰运放的输出电压，从而导致 AD输出不准确的结果。

      为了分析 ADC输入端对运放输出端造成的影响，我们对 SAR-ADC的输入端进行建模。如下图所示，SAR-ADC的输入端可以等效为一个开关 S1连接着一个接地电容 CSH ；在电压采样前， CSH通过开关 S2连到电源、电压参考或地来进行预充电，预充电电压值由你自己的 ADC电路决定。电压采样开始的时候，S2打开而 S1闭合。当 S1闭合的时候，驱动电路从 CSH注入或吸出电荷，而 ADC需要一定的时间来采样信号。在这个采样时间里，ADC需要从驱动电路汲取足够的电荷量给 CSH，使得系统达到 1/2-LSB的精度范围之内。

       为了使设计的电路精度达到更高，应该在运放与 ADC之间添加一个电阻 RIN和电容 CIN（如上图所示）。CIN的角色是作为一个电荷存储器来为 ADC的输入端提供足够的电荷，而RIN用于避免运放与的 CIN直接连接并使得运放工作更加稳定。RIN与 CIN的结合至少要符合ADC采样时间的要求。最后，我们要选择一个带宽与 RINCIN时间常数相匹配的运算放大器。
       首先最重要的是，你需要给采样电容 CSH充电足够长的时间使其上的电压达到被采样电压的±0.5LSB范围内。理论上来说，对 12位转换器，充电时间应大于 8倍 RSW×CSH。考虑到误差容限，器件参数变动，充电时间应取 10~15倍 RSW×CSH。SAR ADC需要一增益为 1V/V的运放和外接的 RIN和 CIN电阻/电容对。在采样期间，ADC利用 CIN保持信号稳定；电阻 RIN将运放和 ADC负载电容隔离。运放将 ADC和高阻信号源隔离，同时方便在采样阶段对CIN和 CSH进行快速充电。
       设计这样一个看似简单的电路，应遵循以下方法。CIN须是银云母（silver mica）电容或 C0G电容。这些电容能为 CSH提供稳定的电压和频率性能。像 X7R，Z5U这样有电压和频率“记忆”效应的电容，会降低 ADC的总谐波失真。另外，CIN应大于 20倍 CSH。接下来再利用 ADC内部电阻，电容决定 RIN：最终决定的 CIN和 RIN时间常数是 CSH和 RSW的 70%，RIN阻值大小为 50Ω