ADC，數(shù)模轉換器，在電子專業(yè)具備一定的知名度。作為普通群眾，我們或多或少也聽過ADC的名氣。前文中，小編對驅動ADC的放大器配置技術有所介紹。為增進大家對ADC的了解程度，本文將對驅動ADC的放大器配置技術的實例加以闡述。如果你對ADC具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、為什么選擇放大器，而不選擇變壓器?
放大器的性能限制比變壓器少。如果必須保持直流(DC)電平，就必須使用放大器，因為變壓器是固有的交流(AC)器件。另外，如果需要，變壓器可以提供電流隔離。放大器提供增益比較容易，因為放大器的輸出阻抗實質上與增益無關。另一方面，變壓器的輸出阻抗與電壓增益呈平方關系增加--電壓增益取決于匝數(shù)比。放大器在通帶范圍內(nèi)提供平坦的響應，而沒有由于變壓器寄生交互作用引起的紋波。
放大器通常產(chǎn)生的噪聲有多大?如何減少這些噪聲?
舉例考慮—個典型的放大器，例如ADA49371，如果設置增益G=1，那么輸出的噪聲譜密度在高頻部分是
，與此頻帶可比的采樣速率為80MSPS的AD9446-802ADC的輸入噪聲譜密度是
。這里的問題是，放大器的噪聲帶寬等于ADC的全帶寬(中心頻率位于500MHz)，而ADC的噪聲又必須限制在第一奈奎斯特范區(qū)(40MHz)。在沒有濾波器的情況下，放大器的噪聲有效值是155μVrms，ADC的噪聲有效值是90μV。從理論上講，總系統(tǒng)的信噪比(SNR)降低了6dB。為了從實驗上證實這—點，用ADA4937驅 動的AD9446-80測量的SNR結果是76dBFS，本底噪聲是-118dB。如果改用變壓器來驅動AD9446-80，測量SNR結果足82dBFS。因此用放大器驅動ADC可將SNR降低6dB。
為了提高ADC的信噪比，在放大器和ADC之間加了一個濾波器。如果使用的是一個100 MHz的雙極點濾波器，放大器的總噪聲有效值變?yōu)?1 μV， 使ADC的信噪比僅降低3dB。使用雙極點濾波器改善了SNR達到79 dBFS，本底噪聲為-121dB。構建雙極點濾波器的方法是放大器的每個輸出引腳都串聯(lián)一個24Ω的電阻器和一個30 nH的電感器并且差分連接一個47pF的電容器，下圖所示的使用外接雙極點噪聲濾波器的ADA4937放大器驅動AD9446-80ADC原理圖。
二、驅動(△∑ )ADC的放大器配置技術
*輸入緩沖器技術
許多△∑轉換器包含了輸入緩沖器及可編程增益放大器(PGA)。輸入緩沖器增加了輸入阻抗，允許直接連接高源阻抗的信號?？删幊淘鲆娣糯笃髟黾恿藴y量小信號時轉換器的精確度。橋接式傳感器就是在轉換器中利用了PGA優(yōu)勢的信號源的典型示例。
所有的ADC都需要一個基準，對于高分辨率的轉換器來說，擁有一個低噪聲、低漂移的基準是至關重要的。大多數(shù)的△∑轉換器都采用了差分基準輸入。
*舉例--以新型橋接傳感器作為△∑ADC的模擬前端的ADS1230/32/34型△∑ADC芯片。
用于橋接傳感器的完全模擬前端ADS1230/32/34型△∑ADC芯片是分別為精密型20位及24位 △∑ADC，具有一個板載超低噪聲可編程增益放大器(PGA)及內(nèi)置振蕩器PGA支持用戶自選擇增益： 1、2。64、128。該ADC具有235位有效分辨率。由3階調(diào)制器及4階數(shù)字濾波器組成，支持10SPS及80SPS的數(shù)據(jù)率。器件的所有功能都可通過專用的I/O引腳控制，簡化了運轉模式。下圖為ADS1230結構組成示意圖。
*主要特點
超低噪聲：10SP5時為17nVRMS(PGA=128)，80SP5時為44n nVRMS(PGA=128)V;增益為64時，無噪聲分辨率可達19.2位;優(yōu)異的50至60MHz抑制性能(于10SP5時);單通道差分輸入為AD51230;雙通道差分輸入為AD51232;四通道差分輸入為AD51234;內(nèi)置溫度傳感器，有簡易的雙線串行數(shù)字接口;電源電壓范圍為2.7V至5.25V;封裝模式為：TSSOP-16封裝(AD51230)，TSSOP-24封裝(AD51232)，TSSOP-28封裝(AD51234)。可在衡器、應變測量與壓力傳感器及工業(yè)流程控制等設備上應用。
三、驅動逐次逼近型(SAR)ADC的放大器配置技術
現(xiàn)代的SAR ADC使用簡化的電容接受輸入信號的電壓充電。由于ADC存在輸入電容、輸入阻抗以及外部電路，因此需要一個穩(wěn)定時間使采樣電容的電壓與所測量的電壓等值。最小化外部電路的源阻抗是降低的穩(wěn)定時間的途徑之一，并同時確保了在ADC的采集時間內(nèi)輸入信號被準確的獲取。但是，另一個更為棘手的設計約束則是SAR ADC輸入端所具有的、用以驅動電路的動態(tài)負載。
當采用運算放大器驅動器驅動ADC輸入時，運算放大器必需能承載這樣的動態(tài)范圍，并在采集時間內(nèi)穩(wěn)定于所需要的精度范圍。
SAR ADC的基準輸入回路也會給基準電壓帶來相似的負載。盡管基準電壓被認為是非常穩(wěn)定的直流電壓，但ADC基準輸入端所呈獻的動態(tài)負載使得這樣的目標實現(xiàn)起來有了一定的難度。因此需要為基準電壓配備緩沖電路，并且為此所使用的運算放大器應與驅動ADC輸入端的運算放大器有著相似的要求。但實際上，此處對運算放大器的需求甚至要高于ADC輸入端，因為基準輸入必需在一個時鐘周期內(nèi)都保持穩(wěn)定。部分轉換器將這樣的基準緩沖放大器內(nèi)置于芯片中。在緩沖此類輸入時，采用具有低寬帶輸出阻抗的運算放大器是保持此類轉換器精確度的最好方法。
以上便是此次小編帶來的“ADC”相關內(nèi)容，通過本文，希望大家對驅動ADC的放大器配置技術實例具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!
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