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【E讲堂】Σ-Δ型ADC拓扑结构基本原理:第二部分

AD717x是ADI公司最新系列的精密Σ-Δ型ADC。该ADC系列是市场上第一个提供真正24位无噪声输出的转换器系列。AD717x器件可使对噪声异常敏感的仪器仪表电路的动态

  AD717x是ADI公司最新系列的精细Σ-Δ型ADC。该ADC系列是市场上第一个供给真实24位无噪声输出的转化器系列。AD717x器材可使对噪声反常灵敏的仪器仪表电路的动态规模最大化,支撑下降或消除信号调度级中的前置放大器增益。这些器材还能高速运转,供给比曾经更短的树立时刻。由此可缩短器材对操控环路对输入鼓励信号的呼应时刻,或经过更快的每通道吞吐速率来进步转化通道密度。

  AD717x页面(analog.com )供给了完好系列的详细信息,包含有关AD7172-2、AD7175-2、AD7172-4、AD7173-8和AD7175-8的信息。这些精细ADC具有彻底集成的模仿信号链,包含真轨到轨模仿输入和基准输入缓冲器。该系列供给多种输入通道数,不同器材可经过引脚对应方法晋级为其他转化速度或更低噪声/功耗的器材。AD7175-2和AD7175-8供给最快的吞吐速率和最低的噪声。AD7177-2供给32位分辨率输出。AD7172和AD7173供给最低功耗选项。

  AD7175-2具有一个十分有用的软件东西来协助评价。Eval+是一个单一软件,可从ADI网站下载,用来在有或没有硬件的状况下装备、剖析、挑选ADC。该软件与硬件一同运转时,会像规范评价板那样作业。无硬件时,ADC的功用模型在后台运转,支撑用户为其终端运用树立最佳作业装备。

  图2.AD7175-2 Eval+软件在功用模型评价形式下的装备选项卡。

  

 

  

 

  表1.AD717x系列概览,显现了可用的通道数选项和系列成员的引脚对应状况

  消除Σ-Δ ADC量化噪声:噪声和带宽考虑要素

  

 

  

 

  

 

  运用AD7175 ADC来阐明怎么使用数字滤波消除Σ-Δ型ADC的量化噪声。关键在于噪声/输入带宽和树立时刻的权衡剖析。

  图4显现了调制器原始噪声来历与AD7175器材从DC到FMOD/2(或4 MHz)的频率对数的联系。AD7175调制器以8 MHz (FMOD)的有用速率采样。调制器为MASH型,对调制器噪声供给80 dB/十倍频程的衰减速率斜率。电路的热噪声决议设置了带内噪底,这以后就是调制器噪声开端以斜坡改变的频率点之前频带内的噪底。从显现低噪底的曲线可以看出该ADC对低带宽信号的高动态规模才干。此动态规模以及AD7175下推下降噪底的才干可用来改进运用的灵敏度,这在收集低起伏信号时特别有用。

  ADC的最低过采样比、数字滤波器阶数和转机频率都有助于保证量化噪声不是ADC噪声的约束要素。为了滤除噪声,滤波器的包络有必要可以以足够大的滚降速率进行衰减,然后应对起伏量化噪声的增速。

  AD7175的最低过采样比为×32,在8 MHz FMOD条件下,最大输出数据速率为250 kHz。

  AD7175供给了多种不同类型的滤波器,可供用户可视需求挑选。数字滤波器的作业原理是经过比较不同状况下的sinc5 + sinc1和sinc3滤波器来阐明的。

  在250 kHz ODR时,AD7175 sinc5 + sinc1可直接装备为sinc5途径,其−3 dB频率为~0.2 × ODR (50 kHz)。sinc5滤波器的衰减包络为−100 dB/十倍频程。这意味着sinc5滤波器的衰减和滚降速率足以消除调制器噪声,如图3所示。

  相比之下,若更改为250 kHz ODR的sinc3,衰减和滚降速率将不足以消除调制器噪声。数据手册中的250 kHz和125 kHz ODR时的噪声数值阐明晰这一状况。只要将数据速率设置为62.5 kHz或更低,sinc3呼应才干彻底滤除ADC成果中的量化噪声。

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