图1.闪烁噪声(1/f)与斩波

斩波转换过程中的电流尖峰问题

在斩波转换过程中，开关的电荷注入会引发电流尖峰。这些电流尖峰进而会使施加于ADC输入端的电压产生方向不定（流入和/或流出）的下降或尖峰。需要注意的是，压降与连接到ADC输入段的传感器的输出阻抗成比例。一般来说，数据手册不会提供电流峰值，这是因为电流峰值难以测量，并且不会增加任何有意义的信息。其原因在于缓冲器的斩波频率高于ADC的输入信号带宽。所以，输入引脚上添加的低通滤波器（用于消除高于奈奎斯特频率的频率或信号音，或降低耦合噪声）会对峰值电流进行平均，如图2所示。

图2.输入电流与时间的关系

若要用电流表测量输入电流，需将电流表的一端连接到VDD/2，另一端连接到ADC的模拟输入引脚。如果将电流表连接到其中一个电压轨，由于输入电压裕量的关系，测得的电流可能高于数据手册中的规格值。

输入电流与输入阻抗的关系

输入阻抗规格对于精确计算直流误差并没有太大帮助。因为与ADC内部输入阻抗引起的负载效应相比，输入偏置电流才是最主要的贡献因素。有两个规格与输入偏置电流相关：绝对电流和差分电流。绝对值（IABSOLUTE）是在任意模拟输入引脚测得的输入电流。差分输入电流（IDIFFERENTIAL）是在模拟输入引脚对之间测得的电流差，这仅适用于差分输入ADC。

如何计算直流误差

输入电流会产生一个失调电压（VOFFSET），该失调电压与连接到输入引脚的阻抗直接相关。如图3所示，产生的失调电压一般为：

图3.漏电流引起的压降

如果用运算放大器等低阻抗源驱动模拟输入引脚，误差将不很明显。ADC测得的误差取决于施加的输入信号类型，例如是真差分输入信号还是伪差分/单端输入信号。

对于真差分输入信号，假设输入电阻（R）完全匹配，那么ADC测得的误差将是由模拟输入引脚对之间的差分输入电流引起，如下式所示：

其中，VADC为ADC输入电压。

图4.差分输入ADC

如果电阻不是完全匹配，则在差分输入电流贡献之外，电阻不匹配也会产生一个误差。一般而言，假设电阻容差为1%，那么最差情况下的失调电压定义如下：

对于伪差分/单端输入信号，有两种情况：

一个模拟输入连接到低阻抗源（参见图5）。误差定义为：

图5.伪差分/单端ADC

两个输入均连接到高阻抗源（参见图6）。误差与使用真差分信号的情况相同。

图6.伪差分ADC

交流误差

交流分量与输入阻抗规格直接相关。输入阻抗可以是阻性或容性。若输入阻抗为容性，则给定频率下的阻抗计算如下：

其中：

Zc为输入阻抗。

CIN为数据手册给出的输入电容。

fIN为输入频率。

举个例子，假设有8pF电容和1kHz输入带宽，则最小输入阻抗约为20MΩ。

误差最小化

为使低通滤波器中电阻不匹配引起的误差最小，最好使用小电阻和大电容，因为电阻产生的失调和约翰逊噪声较低。