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影响数据收集体系的主要因素包含:速度、精度、功耗、封装尺度和元件本钱,其间哪些会成为关键因素取决于运用场合。本文介绍怎么运用单个运算扩大器来驱动 8 信道数据收集体系中的 ADC,然后削减整个体系的本钱和尺度。
AD7329 八信道、12 位加符号位、1 MSPS ADC 具有真实的双极输入以及四个可独立编程、可通过软件挑选的输入规模:±4×VREF、±2×VREF、±VREF 和 0-to-4×VREF。它选用灵敏的规划,经装备后能够满意各式各样的运用需求。如图 1 所示,AD7329 由 8 信道多路复用器以及随后的采样坚持和逐次迫临 ADC、信道序列器、2.5 V 基准电压源和 SPI 兼容接口组成。
模仿输入信道通过多路复用器路由至 MUXOUT+ 和 MUXOUT– 引脚。ADCIN+ 和 ADCIN– 引脚连接到采样坚持输入开关 (R1) 和采样电容器 (C2),如图 2 所示。需求留意的是,输入源有必要供给所需的电流以驱动 ADC 输入,并在 ADC 的 300 ns 采样时间内树立所需的精度。当采样坚持开关从“坚持”变为“采样”时,ADC 发生的瞬时反冲会影响输入源。在以最高采样速率运转的运用中,或许需求一个输入缓冲扩大器来驱动 ADC,然后将输入源与采样坚持开关阻隔开来。
AD7329 的规划十分灵敏,答应在 MUXOUT+ 和 ADCIN+ 引脚之间放置一个运算扩大器。在图 3 中,超低噪声、超低失真的 AD797 运算扩大器将输入源与 AD7329 的输入结构阻隔开来,增加了输入阻抗并减小了驱动 ADC 所需的电流。此装备还答应单个运算扩大器以最大的采样频率驱动八个模仿输入信道,因而削减了元件数量、板面积和体系本钱。
通过装备运算扩大器以完成增益,如图 4 所示,使得 AD7329 能够习惯毫伏规模内的信号,一起坚持超卓的功能。弱小信号由 AD797 扩大,并将通过扩大的信号运用于 ADCIN+。为了完成最佳功能,能够挑选增益,以便满度输入信号运用 ADC 的完好动态规模。
表 1 显现了在 ±10 V 规模内取得的功能和增益(选用 10 kHz 输入和 1 MSPS 采样速率)。值得留意的是,在增益为 1000 时,转换器还能够完成大于 11 的有效位数 (ENOB) ,然后完成与 21 位 ADC 适当的动态规模。此外,图 3 中所示装备的一切优势也适用于此运用场合。
表 1. AC 功能和增益
增益 (V/V) | SNR (dB) | THD (dB) | ENOB(位) |
1 | 73.57 | −80.80 | 11.93 |
20 | 73.00 | −79.91 | 11.71 |
200 | 71.66 | −78.99 | 11.61 |
500 | 71.48 | −78.46 | 11.58 |
1000 | 69.94 | −75.38 | 11.32 |
某些运用场合要求更改增益以习惯具有不同信号起伏的输入信道。在这些情况下,能够选用 AD8250、AD8251、AD8253 等可编程增益外表扩大器 (PGIA) 来替代运算扩大器。
参阅电路
AN-0972,AD7329 怎么协助降低本钱