然而,ADC的輸入驅動器也會影響整體精度,該驅動器用於緩衝和放大輸入信號。此外,還必須增加偏置信號或生成全差分信號,以覆蓋ADC的輸入電壓範圍並滿足其共模電壓要求,在此過程中不得改變原始信號。可編程增益儀表放大器(PGIA)通常用作輸入驅動器。在本文中,我們提出了一種輸入驅動器和ADC的組合,通過這種組合可以實現非常精確的轉換結果,從而構建高質量的數據採集系統。
例如,LTC6373就是一款適用於高精度數據採集系統的PGIA。除了全差分輸出,它還具有高直流精度、低噪聲、低失真(見圖2)以及4 MHz的高帶寬,增益為1/4~16。ADC可以通過它直接驅動,因此適合許多信號調理應用。
圖1中的電路顯示了使用LTC6373來驅動精密ADC的示例,ADC是具有1.8 MSPS的20位解析度的AD4020。
圖1. 驅動精密ADC的電路示例。
在該電路中,LTC6373在輸入端和輸出端直流耦合,因而不需要使用變壓器來驅動ADC。增益可通過引腳A2/A1/A0在0.25 V/V至16 V/V之間進行設置。在圖1中,LTC6373採用差分輸入至差分輸出配置和±15 V對稱電源電壓。或者,輸入也可以是單端輸入,而輸出仍然是差分輸出。
在圖1中,輸出共模電壓通過VOCM引腳設置為VREF/2。這樣就可實現LTC6373的輸出電平轉換。LTC6373的每個輸出在0 V至VREF之間變化,因此在ADC輸入端有一個2× VREF幅度的差分信號。LTC6373的輸出端和ADC輸入端之間的RC網絡形成一個單極點低通濾波器,它可降低在ADC輸入端切換電容時產生的電流毛刺。同時,低通濾波器限制了寬帶噪聲。
圖2. 使用LTC6373驅動AD4020的SNR(左)
和THD(右)性能。
圖2顯示LTC6373的信噪比(SNR)和總諧波失真(THD),其在整個輸入電壓範圍(10 V p-p)內驅動AD4020 SAR ADC(高阻態模式)。在吞吐量為1.8 MSPS,濾波器電阻(RFILTER)為442 Ω時可獲得比較滿意的效果。在1 MSPS或0.6 MSPS時,製造商建議RFILTER為887 Ω。
LTC6373可驅動大多數具有差分輸入的SAR ADC,不需要另外增加ADC驅動器。但是,在某些應用中,在LTC6373和精密ADC之間可以使用單獨的ADC驅動器來進一步提高信號鏈的線性度。
圖1中所示的電路針對快速、高精度數據採集系統進行了優化。因此,LTC6373的出色特性有助於對傳感器輸出信號進行信號調理。藉助在線工具ADI Precision Studio,特別是其中包含的ADC驅動器工具,ADI公司可以為此類放大級、濾波器和線性電路設計提供更多支持。LTC6373
可編程增益引腳:
G = 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16 V / V + 關斷
全差分輸出
增益誤差:0.012%(最大值)
增益誤差漂移:1ppm / °C(最大值)
CMRR:103 dB(最小值),(G = 16)
輸入偏置電流:25 pA(最大值)
輸入失調電壓:92 μV(最大值),G = 16
輸入失調電壓漂移:1.7 μV / °C(最大值),G = 16
–3 dB 帶寬:4 MHz,G = 16
輸入噪聲密度:8 nV /√Hz,G = 16
壓擺率:12 V /μs,G = 16
可調共模輸出電壓
靜態電源電流:4.4 mA
電源電壓範圍:±4.5 V ~ ±18 V
額定溫度範圍為 –40 °C ~ 125 °C
小型 12 引腳 4mm × 4mm DFN (LFCSP) 封裝
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