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CS556X/7X/8X与SAR转换器的相似性和比较

电子设计 2021-05-25 16:05 次阅读

本应用笔记介绍了CS556x / 7x / 8xΔ-Σ模数转换器及其与SAR(逐次逼近寄存器)转换器的相似性和比较。本文档还描述了对CS556x / 7x / 8进行复用的要求,复用器的选择以及驱动ADC放大器和用于复用CS556x / 7x / 8x ADC的优化电路

比较CS556X / 7X / 8X与SAR

过去,通常将SAR ADC用于任何高吞吐量多路复用应用。这是因为大多数delta-sigma转换器需要多次转换才能完全稳定。换句话说,输入上的较大阶跃变化需要花费大量时间才能在数字滤波器的输出中准确反映(确定)。大多数delta-sigma转换器使用单位调制器并以千赫兹速率采样,并且需要许多采样作为数字滤波器的输入,以实现所需的精度。CS556x / 7x / 8x系列转换器的独特之处在于,调制器输出为多位,采样率为8 MSps(每秒兆采样)。结合专门设计的FIR滤波器,该滤波器仅需要几个时钟周期来计算结果,就可以产生一个可以完全实现单次转换的转换器

CS556X / 7X / 8X的复用要求

对于多路复用应用中的更高吞吐量,希望转换器完全满足每次转换的要求。换句话说,在转换期间,数字滤波器的输出必须在输入上准确反映模拟值。此外,在采样之前,必须将输入多路复用器和任何缓冲放大器设置为转换器的全部精度。这要求转换器和模拟输入电路都必须快速建立。如图1所示,如果在多路复用器和ADC之间放置任何放大器或抗混叠电阻电容器,则尤其如此。通过多路复用器,ADC输入有可能看到从一次转换到满量程的满量程变化。下一个。任何放大器,或由于电阻和电容引起的RC时间常数,

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多路复用器与ADC之间的放大器和滤波器使用50 kSps CS5560 / 61、100 kSps CS5570 / 71或200 kSps CS5580 / 81等高吞吐量转换器,电路必须在少于10 MCLK的周期(625纳秒)内稳定下来。由于已经对信号进行了采样,因此可以在转换开始后将SAR转换器之前的多路复用器切换到下一个通道。但是,许多SAR ADC数据手册警告说,应注意一定的“安静”时间段,以防止噪声耦合。CS556x / 7x / 8x要求在转换结束时切换多路复用器,因为在转换过程中它将对输入信号进行多个采样(见图2)。

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多路复用器时序要求

因此,在多路复用器的输入端上有放大器和抗混叠电容器的情况下,应考虑采用另一种方法。这通常需要一个具有非常低“导通”电阻的多路复用器,但是好处是,当多路复用器切换到另一个输入时,放大器和RC网络不必从可能的大阶跃变化中稳定下来。图3示出了这种布置。

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放大器和滤波器放置在多路复用器之前

如图所示,并非每个输入都可能需要放大器或缓冲器。这是因为CS556x / 7x / 8x中有一个片上缓冲器。该粗糙的电荷缓冲器通过使用来自电源引脚而非输入引脚的电流将内部采样电容器充电至非常接近输入电压的值,从而将输入端的采样电流降至最低。这样会在模拟输入上产生更高的有效阻抗。需要更改满量程范围的地方,可以使用具有增益或衰减的放大器。

选择一个多路复用器

选择MUX设备时,需要考虑几个关键参数。这些包括“导通”电阻,导通/关断电容和开关速度。导通电阻应尽可能低,以确保ADC的输入完全稳定在每个采样上。现代转换器的输入包括一个模拟开关和一个采样电容器。对于大多数SAR转换器,该采样电容器(或电容器阵列)在70 pF至100 pF的范围内,每次转换必须充电一次。对于CS556x / 7x / 8x,输入采样电容器仅为4 pF,但每125纳秒(8 MHz采样频率)采样一次。CS556x / 7x / 8x还包括一个粗充电缓冲器,该缓冲器可将采样电容器充电至接近其最终值,然后再将采样电容器直接切换到精细采样周期的输入引脚。这大大增加了设备的有效输入阻抗。但是,此精巧采样周期仅是每个125纳秒采样周期中的20纳秒,因此输入路径中的过大电阻可能会导致沉降不足。导通电阻应保持较低的另一个原因是,多路复用器的导通电阻在ADC的整个量程范围内都是非线性的,这可能会导致失真。导通电阻越低,这种非线性将导致失真越小。通常,应使用小于10欧姆的导通电阻,以使对ADC的采样电容充电时的建立延迟最小。因此输入路径中的电阻过大可能会导致沉降不足。导通电阻应保持较低的另一个原因是,多路复用器的导通电阻在ADC的整个量程范围内都是非线性的,这可能会导致失真。导通电阻越低,这种非线性将导致失真越小。通常,应使用小于10欧姆的导通电阻,以使对ADC的采样电容充电时的建立延迟最小。因此输入路径中的电阻过大可能会导致沉降不足。导通电阻应保持较低的另一个原因是,多路复用器的导通电阻在ADC的整个量程范围内都是非线性的,这可能会导致失真。导通电阻越低,这种非线性将导致失真越小。通常,应使用小于10欧姆的导通电阻,以使对ADC的采样电容充电时的建立延迟最小。

选择放大器

如果需要一个放大器来改变满量程范围或缓冲输入,并将其放置在MUX与ADC之间,则最关键的参数之一就是建立时间。但是,如上所述,如果将放大器放置在MUX之前(需要时在MUX的每个输入上放置一个),则可以大大放宽这一要求。在这种情况下,信噪比,失真,DC偏移和整个温度范围内的稳定性成为大多数应用的主要选择标准。每个应用程序都将确定最关键的参数,因此很难指定一种适用于所有情况的运算放大器和电路配置。CS3003和CS3004运算放大器具有出色的DC性能,适中的带宽和低噪声,因此将适合许多应用。

用于多路复用CS556x / 7x / 8x ADC

优化电路以下是为许多通用应用优化CS556x / 7x / 8x系列高吞吐量ADC性能的电路示例。每个电路后都有简短的电路说明,并注明了关键的选择标准。

编辑:hfy

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发表于 05-20 16:05 176次 阅读

AR0238 RGB-IR CMOS图像传感器 2.1 MP 1 / 2.7 RGB-IR

RGB-IR是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1928(H)x 1088(V)。它采用滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能,如像素内合并,窗口以及视频和单帧模式。它专为低光和高动态范围场景性能而设计,可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR0238 RGB-IR集成了在一个传感器中进行白天彩色成像和夜间近红外成像的能力,无需机械红外截止滤波器,这种滤波器可能响亮,大,导致重新聚焦问题并且维护成本高,非常适合家庭安全和其他监控应用,其中照明条件可能会在相机预期工作期间发生剧烈变化。 特性 卓越的低光性能 具有双转换增益的DR-PIX(TM)技术 高达1080p 60 fps的全高清支持,提供卓越的视频性能 线性或高动态范围捕获 片上锁相环(PLL)振荡器 支持行交错T1 / T2读出以启用HDR处理在ISP...
发表于 08-13 11:04 854次 阅读

NCP1587 低电压同步降压控制器

7和NCP1587A是低成本PWM控制器,设计采用5V或12V电源供电。这些器件能够产生低至0.8V的输出电压。这些8引脚器件提供最佳集成度,以减小电源的尺寸和成本。 NCP1587和NCP1587A提供1A栅极驱动器设计和内部设置的275kHz(NCP1587)和200kHz(NCP1587A)振荡器。栅极驱动器的其他效率增强特征包括自适应非重叠电路。 NCP1587和NCP1587A还集成了外部补偿误差放大器和电容可编程软启动功能。保护功能包括可编程短路保护和欠压锁定。 特性 优势 输入电压范围4.5至13.2V 多功能性 电压模式PWM控制 易于使用 0.8V +/- 1%内部参考电压 增强绩效 可调输出电压 多功能性 电容可编程软启动 易于使用 内部1A门驱动器 增强性能 可编程电流限制 易于使用 应用 终端产品 图形卡 台式计算机 服务器/网络 DSP和FPGA电源 DC-DC稳压器模块 DSP和FPGA电源 电路图、引脚图和封装图...
发表于 08-09 11:38 632次 阅读

NCP81248 用于IMVP8的三轨降压控制器

48包含一个两相和两个单相降压控制器,针对Intel IMVP8兼容CPU进行了优化。两相控制器结合了真正的差分电压检测,差分电感DCR电流检测,输入电压前馈和自适应电压定位为IMVP8 CPU提供精确调节的电源。两个单相控制器利用安森美半导体的高性能RPM操作。 RPM控制最大限度地提供响应,同时允许在连续频率缩放操作和连续模式全功率操作之间进行平滑过渡。单相导轨具有低偏移电流监测放大器,具有可编程偏移补偿,用于高精度电流监测。 特性 Vin范围4.5 V至25 V 在避免虚假OVP的情况下启动预充电负载 可调节Vboot(导轨3除外) 高阻抗差分输出电压放大器 动态参考注入 可编程输出电压摆率 动态VID前馈 每相差分电流检测放大器 开关频率范围200 kHz - 1.2 MHz 数字化稳定的开关频率 应用 嵌入式系统 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 20:02 263次 阅读

NCP81245 三轨输出控制器 兼容IMVP8

45是一款3轨多相降压解决方案,针对Intel IMVP8兼容CPU进行了优化,用户配置为3/2/1 + 3/2/1 + 1相,包括选项4/3/2 / 1 + 2/1 + 1.该控制器结合了真正的差分电压检测,电感器DCR电流检测,输入电压前馈和自适应电压定位,为笔记本电脑应用提供精确的稳压电源。多相轨控制系统基于双边沿脉冲宽度调制(PWM)和DCR电流检测,以降低的系统成本提供对动态负载事件的最快初始响应。单相控制器可用于SA或GTUS导轨。它利用了安森美半导体的专利高性能RPM操作。 RPM控制可最大化瞬态响应,同时允许不连续频率缩放操作和连续模式全功率操作之间的平滑过渡。单相轨道具有超低偏移电流监视放大器,具有可编程偏移补偿,可实现超高精度电流监视。 特性 优势 多阶段计数配置 灵活的用户可配置选项允许一部分匹配所有功能 与Drmos或离散驱动程序兼容 使用Drmos或Discrete解决方案的灵活选项每个阶段 动态参考注射® 支持全MLCC输出电容 精确的总电流求和放大器 自动相位脱落 开关频率300kHz至1.2MHz 应用 嵌入式系统 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 20:02 341次 阅读

NCP81241 具有SVID接口的单相控制器 适用于台式机和笔记本CPU应用

41单相降压解决方案针对兼容Intel VR12.1的CPU进行了优化。该控制器结合了真正的差分电压检测,差分电感DCR电流检测,输入电压前馈和自适应电压定位,为台式机和笔记本电脑应用提供精确调节的电源。单相控制器使用DCR电流检测,以降低的系统成本为动态负载事件提供最快的初始响应。 特性 优势 开关频率范围250 kHz - 1.2 MHz 引脚可编程 VIN范围4.5V-25V 涵盖桌面和笔记本应用程序 启动进入预充电负载 避免错误OVP 高性能操作误差放大器 数字软启动斜坡 应用 终端产品 CPU功率 笔记本电脑 台式电脑 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 19:02 241次 阅读

NCV891930 低静态电流2 MHz汽车同步降压控制器

930是一款2 MHz固定频率低静态电流降压控制器,具有扩频,工作电压高达38 V(典型值)。它可以与时钟同步或分离NCV891930。峰值电流模式控制用于快速瞬态响应和宽输入电压和输出负载范围的严格调节。反馈补偿是设备内部的,允许设计简化。 NCV891930能够在高于敏感AM频段的恒定基极开关频率下,从3.5 V(启动期间为4.5 V)的汽车输入电压范围转换为18 V,无需昂贵的滤波器和EMI对策。对于20 V至38 V(典型值)的输入电压,开关频率可折叠回1 MHz。在高达45 V的负载突降条件下,调节器关闭。高压偏置调节器可自动切换到外部5 V偏置电源,以提高效率。提供多种保护功能,如UVLO,电流限制,短路保护和热关断。即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波,从而形成节省空间的开关解决方案。(NCV881930提供410 kHz版本) 特性 空载时30μA工作电流 75 mV电流限制感应 能够进行45 V负载转储 具有锁定的板可选固定输出电压 2 MHz工作频率同步能力 自适应非重叠电路 集成扩频 逻辑电平启用输入可以绑定直接电池 短路保护脉冲跳过 UV...
发表于 07-29 19:02 404次 阅读

NCP81149 具有SVID接口的单相电压调节器 适用于计算应用

49是一款单相同步降压稳压器,集成了功率MOSFET,可为新一代计算CPU提供高效,紧凑的电源管理解决方案。该器件能够在带SVID接口的可调输出上提供高达14A TDC的输出电流。在高达1.2MHz的高开关频率下工作,允许采用小尺寸电感器和电容器,同时由于采用高性能功率MOSFET的集成解决方案而保持高效率。具有来自输入电源和输出电压的前馈的电流模式RPM控制确保在宽操作条件下的稳定操作。 NCP81149采用QFN48 6x6mm封装。 特性 优势 4.5V至25V输入电压范围 针对超极本和笔记本应用进行了优化 支持11.5W和15W ULT平台 符合英特尔VR12.6和VR12.6 +规格 使用SVID接口调节输出电压 可编程DVID Feed - 支持快速DVID的前进 集成栅极驱动器和功率MOSFET 小外形设计 500kHz~1.2MHz开关频率 降低输出滤波器尺寸和成本 Feedforward Ope输入电源电压和输出电压的比例 快线瞬态响应和DVID转换 过流,过压/欠压和热保护 防止故障 应用 终端产品 工业应用 超极本应用程序 笔记本应用程序 集成POL U...
发表于 07-29 19:02 310次 阅读

NCP81610 采用PWM_VID和I2C接口优化的多相同步控制器 适用于新一代计算和图形处理器

10是一款多相同步控制器,针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件可驱动多达8个相位,并集成差分电压和相电流检测,自适应电压定位和PWM_VID接口,为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口(PSI)允许处理器将控制器设置为三种模式之一,即所有相位开启,动态相位减小或固定低相位计数模式,以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 特性 优势 符合NVIDIA OVR4i +规格 GPU Vcor​​e规范合规性 支持最多8个阶段 支持高相位数和大电流 2.8 V至20 V电源电压范围: 宽线路输入电压范围 250 kHz至1.2 MHz开关频率(8相) 宽工作频率范围 欠压保护(UVP) 过压保护(OVP) 每相过流限制(OCL) 系统过流保护(OCP) 在避免虚假OVP的情况下启动预充电负载 可配置载重线 每相的真差分电流平衡检测放大器 相间动态电流平衡 电流模式双边沿调制,用于快速初始响应瞬态负载 宝保存接口(PSI) 自动阶段使用用户...
发表于 07-29 18:02 553次 阅读

NCP6151 VR12 2相 3相 4相CPU控制器+ 1相GPU控制器

1 / NCP6151A双输出四加一相降压解决方案针对Intel VR12兼容CPU进行了优化。该控制器结合了真正的差分电压检测,差分电感DCR电流检测,输入电压前馈和自适应电压定位,为台式机和笔记本电脑应用提供精确调节的电源。该控制系统基于双边沿脉冲宽度调制(PWM)和DCR电流检测,可提供对动态负载事件的最快初始响应并降低系统成本。在轻负载运行期间它也会脱落到单相,并且可以在轻负载时自动进行频率调整,同时保持良好的瞬态性能。 特性 符合英特尔VR12 / IMVP7规范 电流模式双边沿调制,用于瞬态加载的最快初始响应 双高性能操作误差放大器 两个轨道的一个数字软启动斜坡 应用 台式机和笔记本电脑处理器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 18:02 423次 阅读

NCP6131 IMVP7 1,2,3相CPU控制器+单相GPU控制器

1S / NCP6151SA / NCP6131S / NCP6131SA双输出四加一相降压解决方案针对Intel VR12兼容CPU进行了优化。该控制器结合了真正的差分电压检测,差分电感DCR电流检测,输入电压前馈和自适应电压定位,为台式机和笔记本电脑应用提供精确调节的电源。控制系统基于双边沿脉冲宽度调制(PWM)与DCR电流检测相结合,可提供对动态负载事件的最快初始响应并降低系统成本。在轻负载运行期间它也会脱落到单相,并且可以在轻负载时自动进行频率调整,同时保持良好的瞬态性能。 特性 符合英特尔VR12 / IMVP7规范 电流模式双边沿调制,用于瞬态加载的最快初始响应 双高性能操作误差放大器 两个轨道的一个数字软启动斜坡 应用 台式机和笔记本电脑处理器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 18:02 530次 阅读

NCP81142 VR多相控制器

42多相降压解决方案针对具有用户可配置4/3/2/1相位的Intel VR12.5兼容CPU进行了优化。该控制器结合了真正的差分电压检测,差分电感DCR电流检测,输入电压前馈和自适应电压定位,为台式机和笔记本电脑应用提供精确调节的电源。该控制系统基于双边沿脉冲宽度调制(PWM)与DCR电流检测相结合,以降低的系统成本提供对动态负载事件的最快初始响应。它具有在轻负载运行期间脱落到单相的能力,并且可以在轻负载条件下自动调频,同时保持优异的瞬态性能。提供高性能操作误差放大器以简化系统的补偿。获得专利的动态参考注入无需在闭环瞬态响应和动态VID性能之间进行折衷,从而进一步简化了环路补偿。获得专利的总电流求和提供高精度的数字电流监控。 应用 终端产品 基于工业CPU的应用程序 信息娱乐,移动,自动化,医疗和安全 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 18:02 236次 阅读

AR1630 CMOS图像传感器 数字 16 MP 1 / 3.2英寸

美半导体AR1630是一款叠加1 / 3.1英寸BSI(背面照明)PDAF支持CMOS有源像素数字图像传感器,像素阵列为4632(H)×3492(V)(4648(H)× 3508(V)包括边界像素)。 AR1630的独特功能是高性能SuperPD™相位检测自动聚焦(PDAF)像素技术,可实现快速自动对焦相机系统。它使用片上PDAF像素缺陷校正来输出完全校正的图像和片上计算,这些计算提供AF相关数据(或原始PDAF数据)。它集成了复杂的片上相机功能,如镜像,列和行跳过模式以及快照模式。它可通过简单的双线串行接口进行编程,功耗极低.AR1630数字图像传感器采用安森美半导体突破性的低噪声CMOS成像技术,可实现近CCD图像质量(基于信噪比和低光灵敏度)同时保持CMOS固有的尺寸,成本和集成优势.AR1630传感器可以高达每秒30帧(fps)的速度生成全分辨率图像。片上模数转换器(ADC)为每个像素生成12位或10位值。 特性 优势 16MP分辨率 具有数码变焦功能的高细节捕获 30fps的4K视频捕获 超高清视频录制 领先的SuperPD™PDAF自动对焦性能 快速聚焦和连续视频功能 高级堆叠技术 针对像素和电路供...
发表于 07-29 17:02 287次 阅读

NCP1579 低电压同步降压控制器

9是一款低成本PWM控制器,采用5V或12V电源供电。这些器件能够产生低至0.8V的输出电压。这些8引脚器件提供最佳集成度,以减小电源的尺寸和成本。 NCP1579提供1A栅极驱动器设计和内部设置的275kHz振荡器。栅极驱动器的其他效率增强特征包括自适应非重叠电路。 NCP1579还集成了外部补偿误差放大器和电容可编程软启动功能。保护功能包括可编程短路保护和欠压锁定。 特性 优势 输入电压范围4.5至13.2V 多功能性 电压模式PWM控制 易用性 0.8V +/- 2.0%内部参考电压 增强绩效 可调输出电压 多功能性 电容可编程软启动 易用性 内部1A门驱动器 增强性能 可编程电流限制 易用性 应用 终端产品 STB Blue-Ray DVD 液晶电视 DSP和FPGA电源 DC-DC稳压器模块 STB 蓝光DVD 液晶电视 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 17:02 479次 阅读

NCP3012 同步PWM控制器

2是一款PWM器件,设计用于宽输入范围,能够产生低至0.8V的输出电压。 NCP3012提供集成栅极驱动器和内部设置的75kHz振荡器,能够与外部频率同步。 NCP3012具有外部补偿跨导误差放大器,内部固定软启动。 NCP3012将输出电压监控与电源良好引脚相结合,以指示系统处于稳压状态。双功能SYNC引脚使器件与更高频率(从模式)同步,或输出180度异相时钟信号以驱动另一个NCP3012(主模式)。保护功能包括无损耗电流限制和短路保护,输出过压和欠压保护以及输入欠压锁定。 NCP3012采用14引脚TSSOP封装。非常适合需要电源干扰最小的噪声敏感应用。 (医疗,网络等) 特性 优势 输入电压范围为4.7 V至28 V 能够运行各种输入电压 75 kHz操作 效率高 0.8 V +/- 1%参考电压 准确的系统调节 缓冲外部+1.25 V参考 附加调节1 mA输出以供额外使用 电流限制和短路保护 系统级保护 PowerGood输出引脚 电源排序功能 启用/禁用引脚 电源排序功能 输入和输出电压保护 增强的系统级保护 外部同步 能够同步到更高频率或180°异相 应用...
发表于 07-29 17:02 276次 阅读
NCP3012 同步PWM控制器