精密adc用濾波器設(shè)計實戰(zhàn)(完整版)
【正文】 同， ADC 會有丌同的輸入電阻，這會影響輸入濾 波器設(shè)計。因此，它 能保護 ADC 輸入電路。某些常用實際濾波器的響應(yīng)如圖 2 中的彩色線條所示。目前， SAR 型 ADC 的分辨率可 達 18 位甚至更高，采樣速率為數(shù) MSPS； ΣΔ 型 ADC 的分辨 率則達到 24 位甚至 32 位，采樣速率為數(shù)百kSPS。本文的意圖不是討論低通濾波器的 具體設(shè)計技術(shù)，而是討論其在 ADC 電路中的應(yīng)用。 圖 模擬濾波器不數(shù)字濾波器 模擬低通濾波器可以在 ADC 轉(zhuǎn)換之前消除信號路徑中的高頻 噪聲和干擾，幫助避免混疊噪聲污染信號。 表 1 簡要列出了模擬濾波器與數(shù)字濾波器的優(yōu)點和缺點。為 實現(xiàn)更高勱態(tài)范圍，可以換用 590 Ω 電阻，以獲得 100 kHz 的 –3 dB 帶寬。可以將具有較大電阻或電容的超 窄低通濾波器放在一般具有較大輸入阻抗的輸入放大器之前。為 提高吞吐速率，可以在多路復用器之前為每個通道添加一個濾 波器，但這樣做會提高成本。保護通道可以使用一個一階 RC 濾 波器，而測量通道使用二階 RC 濾波器，以便提供更好的帶內(nèi) 平坦度和更急劇的滾落過渡。 對于低諧波失真和低噪聲應(yīng)用，用戶必須為信號鏈設(shè)計選擇合 乎要求的元件。 除放大器噪聲外，電阻和電容也會有電子噪聲，后者是由處于 均衡態(tài)的電導體內(nèi)部的電荷載子的熱擾勱產(chǎn)生的。它會根據(jù)應(yīng)用要求計算電容和電阻值，并選擇合適的放大器。注意：此公式僅適用于只存在量化噪聲的 理想 ADC。原因是來自信號鏈器件的低頻噪聲 限制了總體勱態(tài)范圍性能。對于實時應(yīng)用和環(huán)路響應(yīng)時間，應(yīng)當限制延連。 AD7175x 的 sinc5 + sinc1 濾波器主要用于多路復用應(yīng)用，在 10 kSPS 和更低的輸出 數(shù)據(jù)速率時，可實現(xiàn)單周期建立。在下面的測試中，配置其采樣速率為 kSPS，過采樣比為 32。 。圖 9 顯示 kHz ( kHz – kHz) 處有 一個 –10 dBFS 混疊鏡像。當采樣速率高于滿足奈奎斯特準則所需的速率時，便可使 用較簡單的模擬濾波器來避免受到極高頻率所產(chǎn)生的混疊影 響。當用戶切換到另一通道時，建立Σ Δ 調(diào)制器和數(shù)字濾波器還額外需要些時間。為了減少系統(tǒng) 設(shè)計工作， ADI 公司提供了一些集成后置數(shù)字濾波器的精密 ADC。例如：信 號源和信號鏈器件的噪聲，芯片熱噪聲，散粒噪聲，電源噪聲， 基準電壓噪聲，數(shù)字饋通噪聲，以及采樣時鐘抖勱引起的相位 噪聲。以兩倍奈奎斯特速率對一個信號過采樣，會將 ADC 量化 噪聲能量均勻擴散到兩倍頻段中。 RC 電路的噪聲帶寬 為 1/(4RC)。 Walsh 的文章中 討論了如何選擇低失真放大器和如何計算 放大器噪聲。在某些實時應(yīng)用中，相位延連 可能非常重要。然而，人們已從實際模擬低通濾波器得知：從低頻到高頻，幅 度會滾下來，并有一個過渡帶。 圖 16 位 1 MSPS ADC AD7980 的 RC 濾
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1