Driving SAR ADCs #2: Kickback Calculations

00:04:58
https://www.youtube.com/watch?v=-JQ2sNBnNgk

Summary

TLDRCette vidéo explore le processus de calcul des perturbations de tension lors de l'utilisation d'une entrée DC dans un circuit. L'ingénieur discute des effets d'un interrupteur sur un circuit impliquant des condensateurs, mettant l'accent sur la manière dont la charge est redistribuée et comment cela influence le temps nécessaire pour récupérer le signal à une tension stable. Des équations mathématiques sont formulées pour aider à la conception du circuit et à prédire le comportement du signal après la fermeture de l'interrupteur, préparant ainsi le terrain pour une exploration plus approfondie dans la prochaine vidéo.

Takeaways

  • 📌 Présentation des perturbations de tension lors de l'échantillonnage.
  • ⚙️ Importance de la tension de référence pour un échantillonnage précis.
  • ⏳ Nécessité de connaître le temps de stabilisation pour un signal stable.
  • 🔍 Utilisation de la charge redistribuée pour calculer la tension instantanée.
  • 📐 Établissement d'équations pour guider la conception du circuit.

Timeline

  • 00:00:00 - 00:04:58

    Mahaffey, un ingénieur d'applications chez Analog Devices, explique les calculs liés à la récupération de signal et à la nécessité de stabiliser celui-ci. Il reprend des concepts de la vidéo précédente sur le modèle d'entrée DC et l'impact d'un filtre RC. Le discours se concentre sur la compréhension de la courbe de disturbance à l'instant où un interrupteur se ferme et sur le temps nécessaire pour revenir à un état stable. Mahaffey met en avant l'importance de connaître la tension de référence et comment la redistribution de charge entre les condensateurs affecte ce processus de stabilisation. Il présente les équations nécessaires pour modéliser ce phénomène, notamment en supposant que la capacité d'échantillonnage initiale est nulle. Cela permet de définir une équation qui aidera à concevoir le circuit dans les vidéos suivantes.

Mind Map

Video Q&A

  • Qu'est-ce que le modèle d'entrée DC ?

    C'est un modèle qui décrit comment un circuit réagit à une entrée continue, en particulier lorsqu'un interrupteur est actionné.

  • Comment la tension de référence impacte-t-elle le processus d'échantillonnage ?

    La tension de référence détermine le niveau de tension que l'ADC doit atteindre pour un échantillonnage précis.

  • Pourquoi est-il important de comprendre le temps de stabilisation ?

    Le temps de stabilisation est critique pour garantir que le signal est stable avant la fin du cycle d'acquisition.

  • Quelle est la formule pour déterminer la tension au moment de l'échantillonnage ?

    La formule utilise la charge redistribuée des condensateurs pour calculer la tension résultante.

  • Quel sera le sujet de la prochaine vidéo ?

    La prochaine vidéo portera sur les équations nécessaires à la conception du circuit.

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    hi I'm an Mahaffey and I'm an
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    applications engineer working on web
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    tools here at analog devices and in this
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    video I'm going to take a deeper dive
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    into the calculations for this kickback
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    and what's required to settle it in the
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    previous video we talked a bit about
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    what this saw a DC input model was and
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    how this driver and RC filter impact
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    that and we came up with this curve here
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    that shows what happens when the switch
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    closes and this node which we're going
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    to assume is sitting at ground drags
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    this whole node down and then at the
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    time that's needed to settle it after
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    that so building on that last video if
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    we think about this curve and we need to
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    know we essentially need to know what is
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    this voltage right here what's this
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    disturbance and then what's the time
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    that's needed to settle settle it back
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    to this settling point and so to get a
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    little firmer about what this curve is
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    let's let's make an assumption first
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    let's assume that or you know better
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    define that we've got this reference
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    voltage that we've set the ADC to and so
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    let's make an assumption that we're
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    driving into this into this signal we're
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    driving that full-scale reference that
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    gives us the worst case scenario for our
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    settling so we're driving V RAF into the
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    ADC that's what we're trying to sample
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    we get this large disturbance at the
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    beginning of acquisition that we need to
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    settle out to a reasonable degree before
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    this acquisition cycle is over so to
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    come up with what is this value right
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    here let's think about what's going on
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    on these capacitors so at this point
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    when you've got this charge
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    redistribution
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    we've got you know zero volts here and
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    then we've got you know V RAF at this
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    node and then the switch closes and the
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    charge on these two capacitors will
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    redistribute so that the so that the
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    charges is evenly on those nodes so
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    mathematically what that looks like is
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    the charge on the filter capacitor and
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    the charge on that sample capacitor so
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    that's the total charge and then if we
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    divide it by the total capacitance that
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    converts that charge back to a voltage
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    and so this is what tells us the it
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    actually gives us this number right here
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    so what is the absolute voltage value
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    when that switch closes now this
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    actually simplifies down so we know that
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    the charge on that input sample cap
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    we're just going to assume that there's
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    zero charge on it because of this this
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    grounding that occurs right there and so
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    the charge on this capacitor is just the
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    voltage which we're going to assume as
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    the reference voltage times that filter
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    capacitor so this is essentially our
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    equation which gives us this value right
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    here
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    all right about what we need so this is
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    good to know but what we really need is
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    we need to know this value because once
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    we have this value and then we know what
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    this this curve looks like because of
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    tah and then we also are going to know
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    what we want to sell to that can help us
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    build some equations around how do we
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    design this circuit and so just a hand
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    wave a little bit for you to derive on
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    your own but this just works out to be
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    rough times that sample cap over the
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    total capacitance all right so these
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    equations are the basis for how we're
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    going to how we're going to build a set
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    of equations that'll help us design the
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    circuitry and I'm going to talk a bit
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    about that in the next video
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