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AN2834

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DocID15067 Rev 2

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1

ADC internal principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.1

SAR ADC internal structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2

ADC errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1

ADC errors related to the ADC itself . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1.1

Offset error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1.2

Gain error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1.3

Differential linearity error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.1.4

Integral linearity error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1.5

Total unadjusted error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.2

ADC errors related to its environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.2.1

Reference voltage noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.2.2

Reference voltage / power supply regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.2.3

External reference voltage parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.2.4

Analog input signal noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.2.5

ADC dynamic range bad match for maximum input signal amplitude . . 16

2.2.6

Effect of the analog signal source resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.2.7

Effect of source capacitance and parasitic capacitance of the PCB . . . 17

2.2.8

Injection current effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.2.9

Temperature influence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.2.10

I/O pin crosstalk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.2.11

EMI-induced noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3

How to get the best ADC accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.1

Reduce the effects of ADC-related ADC errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.2

Minimize ADC errors related to external environment of ADC . . . . . . . . . 20

3.2.1

Reference voltage / Power supply noise minimization . . . . . . . . . . . . . 20

3.2.2

Reference voltage / Power-supply regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.2.3

Analog-input signal noise elimination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.2.4

Adding white noise or triangular sweep to improve resolution . . . . . . . . 22

3.2.5

Matching the ADC dynamic range to the maximum signal amplitude . . 23

3.2.6

Analog source resistance calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.2.7

Source frequency condition vs. source and parasitic capacitors . . . . . . 27

3.2.8

Temperature-effect compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28