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根据高分辨率模数转换器架构完成运算放大器与ADC的接口规划

基于高分辨率模数转换器架构实现运算放大器与ADC的接口设计-用来驱动高分辨率模数转换器(ADC)的信号源具有数百欧姆或更大的高频交流负载和直流负载。因此,具有数兆欧姆高输入阻抗以及低输出阻抗的高性能运算放大器是输入ADC驱动器的理想选择。ADC驱动器被用作缓冲器和低通滤波器以降低整体系统噪声。利用这三种不同驱动架构中的其中一种,来设计高性能运算放大器与ADC的接口,你就能够提升系统性能。

用来驱动高分辨率模数转化器ADC)的信号源具稀有百欧姆或更大的高频沟通负载和直流负载。因而,具稀有兆欧姆高输入阻抗以及低输出阻抗的高功能运算放大器是输入ADC驱动器的抱负挑选。ADC驱动器被用作缓冲器和低通滤波器以下降全体体系噪声。运用这三种不同驱动架构中的其间一种,来规划高功能运算放大器与ADC的接口,你就能够提高体系功能。用来驱动高分辨率模数转化器(ADC)的信号源具稀有百欧姆或更大的高频沟通负载和直流负载。因而,具稀有兆欧姆高输入阻抗以及低输出阻抗的高功能运算放大器是输入ADC驱动器的抱负挑选。ADC驱动器被用作缓冲器和低通滤波器以下降全体体系噪声。

当信号沿着PCB走线和很长的电缆传输时,体系中的信号噪声在累积,差分ADC按捺一切以共模电压呈现的信号噪声。选用差分信号而不是单端信号有两个长处:差分信号可使ADC动态规模扩展两倍,以及供给更好的谐波失真功能。

经过双运算放大器结构发生差分信号的办法有好几种,两种常见办法是单端-差分转化和差分-差分转化。前者要求单输入源,后者要求差分输入源。为运用ADC的整个动态规模,有必要将输入驱动至满量程输入电压。

信号途径的根本考虑要素

有用规划信号途径模仿前端有必要衔接一些要害的元件(图)。典型的信号途径模仿前端包含驱动ADC的运算放大器、RC滤波器以及微控制器或许数字信号处理器(DSP)。

依据高分辨率模数转化器架构完成运算放大器与ADC的接口规划

典型的信号通道模仿前端包含驱动ADC、RC滤波器以及MCU或DSP的运算放大器。

实践的输入源阻抗或许并非抱负,因而有必要用输出阻抗十分低的缓冲放大器来驱动ADC输入。外部RL-CL滤波器用作抗混叠滤波器,它有助于下降ADC驱动器的噪声带宽,并对ADC采样坚持电路发生的充电瞬变进行缓冲。为尽量下降输入电压的下降,外部并联电容值(CL)应该比ADC内部输入电容大10倍左右。此外,外部串联电阻(RL)应该足够大,以便在运算放大器输出端坚持相位推迟,然后坚持稳定性。

在运算放大器输出与ADC输入之直接串联阻隔电阻对大多数运用都有优点。这个串联电阻有助于约束运算放大器的输出电流。串联电路的阻值挑选很重要,较大的阻值则将添加从运算放大器端看过去的负载阻抗,并改进运算放大器的总谐波失真(THD)功能。不过,ADC最好由低阻抗源驱动,因而,有必要找出此串联电阻的最佳阻值,以供给运算放大器和ADC组合电路的最佳目标,包含THD、信噪比(SNR)和无杂散动态规模(SFDR)。

当将ADC与运算放大器进行接口,有必要了解对取得所希望功能成果而言十分重要的技术参数。现代ADC的沟通参数,如THD、SNR、树立时刻以及SFDR,在滤波、测验丈量、视频和重建运用中都很要害。高功能运算放大器的树立时刻、THD和噪声功能有必要好于被驱动的ADC的相应值,以使体系具有适宜的精度,而差错却最小或许没有差错。

在本文规划中,能够选用LMH6611或 LMH6618单运算放大器来驱动单通道ADC121S101ADC,能够选用LMH6612 或LMH6619双运算放大器来驱动差分输入ADC121S625 或ADC121S705ADC。这些放大器专门为要求高速、低电源电流、低噪声以及具有驱动杂乱ADC和视频负载才能的大规模运用而规划,运用起来十分便利。

要害的运算放大器和ADC参数

有些体系运用要求低THD、低SFDR和宽动态规模。有些体系则要求高SNR,这或许为了杰出噪声功能而献身THD和SFDR。

对运算放大器和ADC而言,噪声是十分重要的技术参数。影响ADC全体功能的噪声源主要有三个,即量化噪声、ADC自身发生的噪声(特别是在较高频率下)以及运用电路发生的噪声。输入源的阻抗可影响运算放大器的噪声功能。理论上,ADC的SNR可用下式求得:

SNR=6.02N+1.72 单位:dB

其间,N是ADC的分辨率。依据上式,12位ADC的SNR是74dB。不过,实践SNR值或许为72dB左右。为取得更好的SNR功能,ADC驱动器噪声应该尽或许低。LMH6611/LMH6612/LMH6618/LMH6619电压噪声只要10nV/vHz。

ADC驱动器的THD自身就应比ADC的THD低。LMH6618/LMH6619在2V(峰峰值)输出和100kHz输入频率下的SFDR为100dBc。LMH6611/LMH6612在2V(峰峰值)输出和1MHz输入频率下的SFDR为90dBc。

信噪失真比(SINAD)是归纳了SNR和THD的一个参数。SINAD界说为输出信号RMS值与低于时钟频率一半的一切其它频谱重量(包含谐波但不包含直流)RMS值的比,是衡量全体ADC动态功能的一个参数。可依据下式从SNR和THD得到SINAD:

责任编辑:gt

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