在向高通道密度迈进的过程中,许多系统设计人员正在寻找使用更少电路板面积同时满足严格性能标准的数据采集解决方案。ADI公司通过其首个μModule系列迎头应对这些挑战 数据采集系统,ADAQ7980和ADAQ7988。ADAQ798x系列将通用信号处理和调理模块集成到系统级封装(SiP)设计中,可实现高通道密度、简化设计过程并提供出色的性能。
将ADC驱动器、关键无源元件和SAR ADC集成到单个封装中,简化了设计过程,减少了元件数量,提高了通道密度,同时保证了信号链性能。ADC驱动器配置也很灵活,使ADAQ798x能够直接与具有不同输入电压和频率范围的传感器和输入源连接。这种灵活性使ADAQ798x适合各种工业、仪器仪表、通信和医疗保健应用。
本博客系列旨在帮助系统设计人员充分利用ADAQ798x系列的灵活前端,并展示如何对其进行配置以适合其应用。我们将研究常见且有用的ADC驱动器配置,如何使用外部无源元件实现它们,以及每种配置中需要注意的一些“陷阱”。
为什么要配置ADC驱动器?
ADC驱动器用于调理输入信号,并充当信号源和SAR ADC的开关容性输入之间的低阻抗缓冲器。ADAQ798x采用ADC驱动器的“两全其美”方法,在提供信号链集成优势的同时,仍提供支持各种应用的设计灵活性。将ADC驱动器集成到ADAQ798x中可减少电路板面积,并消除选择合适的放大器(有时令人生畏)的任务(如此处所述)。然而,ADC驱动器的配置仍然灵活,因为它的输入和输出直接路由到器件上的引脚,允许添加外部无源元件来实现增益、滤波等。这使得ADAQ798x能够支持许多精密应用中的信号幅度和带宽。
我们将在以后的文章中介绍ADAQ798x的几种常见ADC驱动器配置选项。 不过,在详细介绍这些配置之前,让我们确定许多应用的ADC驱动器的一些常见设计考虑因素。首先,我们将从输入电压范围开始:
ADAQ798x的集成ADC可将0 V至V的单极性单端信号转换裁判到 16 位结果。V裁判是基准电压,由外部产生,可在 2.4 V 至 5.1 V 范围内设置。ADC驱动器必须配置为转换输入源的输出范围,以适应集成ADC的输入范围。
ADAQ7980/ADAQ7988数据手册规定了单位增益配置中ADC驱动器的性能,其中IN+引脚上的电压输入为0 V至VREF.这种配置是最简单的设计(它只需要将IN和AMP_OUT引脚短接在一起!),并实现了最佳的噪声性能和功耗,但并不总是实用的,因为许多传感器和源不遵守ADC的输入范围。工业应用,例如,经常涉及幅度高达20 VPP的双极性信号!幸运的是,通过增加一些无源元件,我们可以实现增益、衰减、双极性到单极性转换和有源滤波,从而可能消除信号链中对更多放大器的需求。
当我们在以后的帖子中深入研究一些配置选项时,我们需要牢记一些关键的设计注意事项。这些示例包括:
功耗
系统噪音
大信号和小信号带宽
输入阻抗
沉降特性
失真
失调误差
增益误差
每种应用的要求都不同,但所有要求都受到ADC驱动器配置和所用组件的影响。例如,使用大值电阻通常会降低功耗并增加输入阻抗,但会增加系统噪声、失真以及失调和增益误差。我们将在以后的博客文章中检查这些参数中的每一个,因为它们与特定配置有关。
审核编辑:郭婷
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