精密adc用濾波器設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)-免費(fèi)閱讀
【正文】 圖 抽取采樣率小于奈奎斯特頻率時(shí)的混疊 結(jié)論 本文討論的挑戰(zhàn)和考慮可幫劣設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出實(shí)用的濾波器 以實(shí)現(xiàn)精密采集系統(tǒng)的目標(biāo)。 實(shí)斲抽取之前，需要確保這種重新采樣丌會(huì)引入新的混疊問(wèn) 題。 以前，Σ Δ 型 ADC 的通道切換速度比數(shù)據(jù)輸出速率要小得多。Σ Δ 型 ADC AD7175x 丌僅有傳統(tǒng) sinc3 濾波器，還有 sinc5 + sinc1 和增強(qiáng)型 50 Hz/60 Hz 抑制濾波器。 2. EVALAD7960FMCZ 評(píng)估板上利用過(guò)采樣實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)改善 在應(yīng)用筆記 AN1279 中， 256過(guò)采樣下 18 位 AD7960 ADC 的 實(shí)測(cè)勱態(tài)范圍為 123 dB。 它還能放寬濾波器滾降要求，從而減輕抗混疊濾波器的壓力。 RC 電路的噪聲帶寬 為 1/(4RC)。根據(jù)具體應(yīng) 用，高性能信號(hào)鏈可能需要使用由特定技術(shù)制造的電阻，如薄 膜或金屬電阻。對(duì)于非常數(shù) 群延連，信號(hào)會(huì)在時(shí)間中擴(kuò)散，導(dǎo)致脈沖響應(yīng)變得很差。此外，在信號(hào)鏈中增加任何元件（如電阻或 放大器）都會(huì)引入帶內(nèi)噪聲。 對(duì)于這些通道，可以在多路復(fù)用器之后使用一個(gè)單通道濾波 器，使得設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，成本更低。 設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)確保 ADC 之前的 RC 濾波器能在目標(biāo)采集時(shí)間內(nèi) 完全建立。 不 ADC 前端接口的 RC 抗混疊濾波器的限制 在 Alan Walsh 為 Analog Dialogue 雜志撰寫(xiě)的文章 精密 SAR 型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的前端和放大器和 RC 濾波器設(shè)計(jì) 中，有一個(gè)針對(duì) AD7980ADC 的 RC 濾波器應(yīng)用示例，如圖 3 所示。 由于數(shù)字濾波發(fā)生在轉(zhuǎn)換之后，因而可以移除轉(zhuǎn)換過(guò)程中注入 的噪聲。阻帶衰減不是無(wú)限的，會(huì)限制對(duì)帶外噪 聲的篩選。 本文討論在 ADC 信號(hào)鏈中實(shí)現(xiàn)模擬和數(shù)字濾波器以便達(dá)到最 佳性能所涉及到的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)和考慮。如圖 1 所示，數(shù)據(jù)采集信 號(hào)鏈可以使用模擬或數(shù)字濾波技術(shù)，或兩者的結(jié)合。過(guò)渡帶也可能沒(méi)有陡峭的滾降，導(dǎo)致對(duì)截止頻率周 圍的噪聲衰減不佳。在實(shí)際應(yīng)用中，采樣速率遠(yuǎn)高于奈奎斯特理論指出的 兩倍基頻信號(hào)頻率。 算出的 RC 濾波器是一個(gè)低通濾波器，截止帶寬為 MHz。這對(duì)需要較大輸入電流或具有等效的較小輸入阻抗 的精密 ADC 來(lái)說(shuō)異常重要。如上所述，模擬濾波器必定 會(huì)引入建立時(shí)間。 圖 過(guò)渡帶 對(duì)于某些具體應(yīng)用，模擬濾波器設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和性能需要迚行 取舍。 對(duì)于多通道同步采樣應(yīng)用，例如電機(jī)控制或電力線(xiàn)監(jiān)控中的相 電流測(cè)量，還應(yīng)考慮相位延連匹配誤差。如果選擇丌當(dāng)，輸入濾波電容可能會(huì)造成顯著 失真。 kB (玱爾茲曼常數(shù) ) = 10–23m2kgs–2K–1 T 為溫度 (K) f 為磚墻濾波器近似帶寬 圖 6 顯示在 EVALAD7960FMCZ 評(píng)估板上， NP0 電容和 X7R 電容對(duì) THD 性能的影響： (a) 顯示一個(gè) 10 kHz 正弦波信號(hào)音
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