资料介绍
在很多应用中,模拟前端接收单端或差分信号,并执行所需的增益或衰减、抗混叠滤波及电平转换,之后在满量程电平下驱动 ADC 输入端。
今天,我们就深入探讨下精密数据采集信号链的噪声分析,并研究这种信号链的总噪声贡献。
如图1所示,低功耗、低噪声、全差分放大器 ADA4940-1 驱动差分输入、18位、1 MSPS PulSAR® ADC AD7982,同时低噪声精密5 V基准电压源 ADR435 用来提供 ADC 所需的5 V电源。此信号链无需额外驱动器级和基准电压缓冲器,简化了模拟信号调理,可节省电路板空间和成本。一个单极点截止频率 2.7 MHz RC (22 Ω,2.7 nF) 低通滤波器放在 ADC 驱动器输出和 ADC 输入之间,有助于限制 ADC 输入端噪声,并减少来自逐次逼近型(SAR) ADC 输入端容性 DAC 的反冲。
图1. 低功耗全差分18位1 MSPS数据采集信号链(简化示意图:未显示所有连接和去耦)。
ADA4940-1 用作 ADC 驱动器时,用户可以进行必要的信号调理,包括对信号实施电平转换和衰减或放大,以便使用四个电阻实现更大动态范围,从而不再需要额外的驱动器级。采用反馈电阻 (R2 = R4) 对增益电阻 (R1 = R3) 之比设置增益,其中 R1 = R2 =R3 = R4 = 1 kΩ。
对于平衡差分输入信号,等效输入阻抗为 2×增益电阻(R1或R3)= 2 kΩ,对于非平衡(单端)输入信号,等效阻抗根据下式计算,约为 1.33 kΩ。
如果需要可以在输入端并联一个终端电阻。
ADA4940-1 内部共模反馈环路强制共模输出电压等于施加到VOCM输入的电压,同时提供出色的输出平衡。当两个反馈系数(β1和β2)不相等时,差分输出电压取决于VOCM;此时,输出幅度或相位的任何不平衡都会在输出端产生不良共模成分,导致差分输出中有冗余噪声和失调。因此,在这种情况下(即,β1 =β2),输入源阻抗和R1 (R3)的组合应等于1 kΩ,以避免各输出信号的共模电压失配,并防止ADA4940-1的共模噪声增加。
信号在印刷电路板(PCB)的走线以及长电缆中传输时,系统噪声会叠加到信号中,差分输入ADC会抑制信号噪声,并表现为一个共模电压。
这款18位1 MSPS数据采集系统的预期信噪比(SNR)理论值可通过每个噪声源(ADA4940-1、ADR435和AD7982)的和方根(RSS)计算得到。
ADA4940-1在100 kHz时的低噪声性能典型值为3.9 nV/√Hz,如图2所示。
图2. ADA4940输入电压噪声频谱密度和频率的关系。
必须计算差分放大器的噪声增益,以便找到等效输出噪声贡献。
差分放大器的噪声增益为:
是两个反馈系数。
应当考虑下列差分放大器噪声源:由于ADA4940-1输入电压噪声为3.9 nV/√Hz,其差分输出噪声应当为7.8 nV/√Hz。ADA4940-1数据手册中的共模输入电压噪声(eOCM)为83 nV/√Hz,因此其输出噪声为
AD7982在1 kHz输入信号时,SNR典型值为96.67 dB,THD典型值为–111.03 dB,如图3中的FFT性能所示。这种情况下测得的SNR为96.67 dB,非常接近上文中的96.95 dB SNR理论估算值。数据手册中98 dB的目标SNR的实际损耗由来自ADA4940-1差分放大器电路的等效输出噪声贡献所导致。
图3. FFT曲线图,fIN = 1 kHz,FS = 1 MSPS (将ADA4940-1配置成全差分驱动器)。
针对给定应用选择ADC驱动器以驱动SAR ADC时,噪声是一个重要规格,详细查阅带宽、建立时间、输入和输出上裕量/下裕量以及功耗要求也很重要。有关驱动高分辨率精密PulSAR ADC的推荐放大器的更多信息,请点击“阅读原文”参阅ADI公司。
(mbbeetchina)
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
下载该资料的人也在下载
下载该资料的人还在阅读
更多 >
- 精密数据采集信号链的噪声分析
- 高可靠精密数据采集与控制平台
- 深入探讨交通安全统筹信息系统 0次下载
- 深入探讨超声波风速风向仪 15次下载
- 数据采集程序ADS1235源码下载 27次下载
- 如何提高精密数据采集信号链的密度?试试SiP技术资料下载
- 深入探讨电容补偿柜主要元件配置选型和应用资料下载
- 常见信号链设计的难点及数据采集系统设计的挑战资料下载
- AD位数是数据采集的重要指标,AD位数到底对数据采集有哪些影响呢?资料下载
- 精密数据采集信号链的噪声分析资料下载
- 深入分析高频回路:头疼的噪声!资料下载
- SIP技术提高数据采集信号链的密度 4次下载
- OV7620_OV6620图像采集之深入探讨 189次下载
- 车载数据采集资料套件
- LabVIEW下普通数据采集卡的驱动与调用
- 图像采集卡:增强视觉数据采集 333次阅读
- 旋转环境下基于FPGA的多通道数据采集系统设计 1164次阅读
- 一种使用Python来分析混合模式信号链中噪声的简单方法 503次阅读
- 状态监控系统设计选项及其对信号链实施方案的影响 851次阅读
- 精密数据采集信号链的噪声分析 1093次阅读
- 低功耗精密数据采集信号链适用于空间受限的应用 942次阅读
- 下一代SAR ADC解决精密数据采集信号链设计的痛点 1472次阅读
- 利用SiP技术提高精密数据采集信号链密度 859次阅读
- μModule数据采集解决方案缓解了各种精密应用的工程挑战 828次阅读
- 信号链分步噪声分析指南 1261次阅读
- 一种使用Python分析混合模式信号链中噪声的简单方法 787次阅读
- 深入探讨噪声增益传递函数的推导 2425次阅读
- 优化信号链的电源系统 — 第2部分:高速数据转换器 2726次阅读
- 深入研究精密数据采集信号链的总噪声贡献 2853次阅读
- 利用SiP技术提高精密数据采集信号链的密度 2305次阅读
下载排行
本周
- 1DC电源插座图纸
- 0.67 MB | 2次下载 | 免费
- 2AN158 GD32VW553 Wi-Fi开发指南
- 1.51MB | 2次下载 | 免费
- 3AN148 GD32VW553射频硬件开发指南
- 2.07MB | 1次下载 | 免费
- 4AN111-LTC3219用户指南
- 84.32KB | 次下载 | 免费
- 5AN153-用于电源系统管理的Linduino
- 1.38MB | 次下载 | 免费
- 6AN-283: Σ-Δ型ADC和DAC[中文版]
- 677.86KB | 次下载 | 免费
- 7SM2018E 支持可控硅调光线性恒流控制芯片
- 402.24 KB | 次下载 | 免费
- 8AN-1308: 电流检测放大器共模阶跃响应
- 545.42KB | 次下载 | 免费
本月
- 1ADI高性能电源管理解决方案
- 2.43 MB | 450次下载 | 免费
- 2免费开源CC3D飞控资料(电路图&PCB源文件、BOM、
- 5.67 MB | 138次下载 | 1 积分
- 3基于STM32单片机智能手环心率计步器体温显示设计
- 0.10 MB | 130次下载 | 免费
- 4使用单片机实现七人表决器的程序和仿真资料免费下载
- 2.96 MB | 44次下载 | 免费
- 53314A函数发生器维修手册
- 16.30 MB | 31次下载 | 免费
- 6美的电磁炉维修手册大全
- 1.56 MB | 24次下载 | 5 积分
- 7如何正确测试电源的纹波
- 0.36 MB | 17次下载 | 免费
- 8感应笔电路图
- 0.06 MB | 10次下载 | 免费
总榜
- 1matlab软件下载入口
- 未知 | 935121次下载 | 10 积分
- 2开源硬件-PMP21529.1-4 开关降压/升压双向直流/直流转换器 PCB layout 设计
- 1.48MB | 420062次下载 | 10 积分
- 3Altium DXP2002下载入口
- 未知 | 233088次下载 | 10 积分
- 4电路仿真软件multisim 10.0免费下载
- 340992 | 191367次下载 | 10 积分
- 5十天学会AVR单片机与C语言视频教程 下载
- 158M | 183335次下载 | 10 积分
- 6labview8.5下载
- 未知 | 81581次下载 | 10 积分
- 7Keil工具MDK-Arm免费下载
- 0.02 MB | 73810次下载 | 10 积分
- 8LabVIEW 8.6下载
- 未知 | 65988次下载 | 10 积分
评论
查看更多