AN1636 datasheet(2/42 Pages) STMICROELECTRONICS

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UNDERSTANDING AND MINIMISING ADC CONVERSION ERRORS

1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1 WHAT IS AN ADC? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2 ADC BLOCK DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.1 ANALOG INPUT PINS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2 ANALOG MULTIPLEXER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.3 SAMPLE AND HOLD CIRCUIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.4 CONTROL BLOCK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.5 ANALOG SUPPLY AND REFERENCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3 ADC TERMINOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.1 REFERENCE VOLTAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.2 RESOLUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.3 QUANTIZATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.4 MONOTONICITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.5 BIPOLAR AND UNIPOLAR ADC INPUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.6 HARDWARE AVERAGING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.7 SAMPLING THEOREM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4 SOURCES OF ERROR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.1 POWER SUPPLY NOISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.2 POWER SUPPLY REGULATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.3 ANALOG INPUT SIGNAL NOISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.4 EFFECT OF ANALOG SOURCE RESISTANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.5 EFFECT OF SOURCE CAPACITANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.6 EFFECT OF INJECTION CURRENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.7 I/O PIN CROSS-TALK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.8 EMI-INDUCED NOISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

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