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采样过程和模拟输入驱动器应用设计

电子设计 2018-04-16 09:23 次阅读

一个逐次逼近寄存器 (SAR) 模数转换器 (ADC) 通常需要一个驱动器来驱动其模拟输入,以获得所需的精度效果。但是在较低数据吞吐量和较低分辨率应用中,你也许不需要驱动器。让我们来看一看SAR ADC的采样过程和模拟输入结构来了解驱动器的要求。

SAR ADC的模拟输入是一个采样开关、一个电阻器和采样电容器的组合。图1显示针对一个SAR ADC的模拟输入结构。

图1

采样开关在一定的时间周期tACQ(采集时间)内关闭以获得输入信号,并在转换过程期间打开。采样相位期间,通过在模拟输入源和采样电容器之间传递电荷将采样电容器充电至输入电压。对于分辨率为N位的ADC,在采集时间内,采样电容器上的电压应该稳定在 (VIN­ ± ½ LSB) 范围内。

在这里:

  • VIN是需要被采样的模拟输入电压

  • 1 LSB是针对N位ADC的LSB大小(单位伏特)

通常情况下,最好在SAR ADC的输入前面放置一个RC滤波器。这样做是为了在采样相位期间为采样电容器充电,并且减少在这个期间模拟源上出现的电压毛刺脉冲。图2显示了一个用于由模拟源驱动的SAR ADC模拟输入的简化电路

图2

此模拟源在采样瞬间会出现一个电压毛刺脉冲。

通常将CFLT的值选择为采样电容器电容值的20到60倍。

模拟源的输出阻抗在采样相位期间的输入电压稳定方面发挥了关键作用。输入电压稳定所需要的时间 (tsettle) 随着模拟源输出阻抗的增加而增加。

要实现N位的精度,tsettle ≤ tacq。

下方图3中的波形显示了吞吐率100KSPS的SAR ADC在使用不同的ROUT所获得的稳定时间。

图3

图3显示出输出阻抗1500欧姆的模拟源(实例I)不能在ADC的采样时间内稳定输入信号,但是输出阻抗为500欧姆的模拟源(实例II)能够满足ADC的采样时间要求。所以,实例I需要一个驱动器在SAR ADC的采集时间内稳定输入信号,而实例II不需要。

采集时间通常取决于SAR ADC的吞吐率,吞吐率的减少会导致更高的采集时间。对于实例I也一样,在吞吐率少于100kSPS的情况下,也许就不需要驱动器了。

结论:在较低吞吐率时,较低分辨率SAR ADC的驱动不需要放大器。随着SAR ADC分辨率的增加,稳定时间也增加,而随着吞吐率减少,采集时间减少,所以分辨率和吞吐率较高的SAR ADC需要一个驱动器来减少稳定时间并实现所需的精度。

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AD7877 触摸屏控制器

和特点 4线触摸屏接口 LCD降噪特性(STOPACQ引脚) 自动转换序列器与定时器 用户可编程的转换参数 片内温度传感器:-40°C至+85°C 2.5 V片内基准电压源 片内8位DAC 3个辅助模拟输入 1个专用GPIO和3个可选GPIO 3个中断输出 2个电池测量通道(0.5 V至5 V) 通过汽车应用认证 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 AD7877是一款12位逐次逼近型ADC,具有同步串行接口以及用于驱动触摸屏的低导通电阻开关,采用2.7 V至5.25 V单电源供电(2.2 V也可正常运转),吞吐速率为125 kSPS。AD7877可用于两个输入上的电池测量、温度测量和触摸压力测量。AD7877还具有一个2.5 V片上基准电压源。不使用时,可关断基准电压源以降低功耗。也可以使用外部基准电压,并可在1 V至+VCC范围内变化,模拟输入范围为0 V至VREF。这款器件具有关断模式,此模式下功耗不足1 µA。片上ADC的相位采集通过STOPACQ引脚来控制,这样可以降低来自LCD的噪声影响。用户可编程转换控制包括可变采集时间及第一转换延迟。每次转换可利用多达16个均值。该器件还有一个片上DAC,用来控制LCD背光或对比度。AD7877采用转换序列器与定...
发表于 02-22 12:25 14次 阅读
AD7877 触摸屏控制器

AD9430 12位、170/210 MSPS、3.3 V ADC

和特点 信噪比(SNR):65 dB(Fin最高为70 MHz,210 MSPS) ENOB:10.6(Fin最高为70 MHz,210 MSPS) 无杂散动态范围(SFDR):80 dBc(Fin最高为70 MHz,210 MSPS) 出色的线性度:- 微分非线性(DNL)= ±0.3 LSB(典型值)- 积分非线性(INL)= ±0.5 LSB(典型值) 两种输出数据可供选择:- 解复用3.3 V CMOS输出(每路105 MSPS)- 可选择交错或并行数据输出- LVDS(210 MSPS) 700 MHz全功率模拟带宽 功耗:1.3 W(典型值,210 MSPS) 1.5 V输入电压范围 3.3 V电源供电 可选择输出数据格式 提供数据同步输入和数据时钟输出 时钟占空比稳定器 产品详情 AD9430是一款12位单芯片采样模数转换器(ADC),专门针对高性能、低功耗和易用性进行了优化。该产品的转换速率最高可达210 MSPS,具有杰出的动态性能,适合宽带载波和宽带系统使用。芯片上集成了全部必需功能,包括采样保持(T/H)与基准电压源,可提供完整的信号转换解决方案。该ADC要求采用3.3 V电源供电及差分ENCODE时钟信号,以便充分发挥其工作性能。数字输出为TTL/CMOS兼容或LVDS兼容,支持二进...
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AD9430 12位、170/210 MSPS、3.3 V ADC

AD9434 12位、370 MSPS/500 MSPS、1.8 V模数转换器

和特点 信噪比(SNR):65 dBFS(fIN最高为250 MHz,500 MSPS) 有效位数(ENOB):10.5位(fIN最高为250 MHz,500 MSPS,−1.0 dBFS) 无杂散动态范围(SFDR ):−78 dBc(fIN最高为250 MHz,500 MSPS,−1.0 dBFS) 集成输入缓冲器 出色的线性度: - 微分非线性(DNL) = ±0.5 LSB(典型值) - 积分非线性(INL) = ±0.6 LSB(典型值) 500 MSPS时提供LVDS输出(ANSI -644电平) 1 GHz全功率模拟带宽 与 AD9230ADC引脚兼容 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 AD9434是一款12位单芯片采样模数转换器(ADC),专门针对高性能、低功耗和易用性进行了优化。该器件的转换速率最高可达500 MSPS,具有出色的动态性能,适合宽带载波和宽带系统使用。芯片上集成了全部必需功能,包括采样保持器与基准电压源,可提供完整的信号转换解决方案。VREF引脚可用来监控内部基准电压或提供外部基准电压(必须通过SPI端口使能外部基准电压模式)。 该ADC要求采用1.8 V模拟电源供电及差分时钟信号,以便充分发挥其工作性能。数字输出为LVDS (ANSI-644) 兼容,支持二进制补码、...
发表于 02-22 12:24 8次 阅读
AD9434 12位、370 MSPS/500 MSPS、1.8 V模数转换器

LTC2262-12 12 位、150Msps、超低功率 1.8V ADC

和特点 70.5dB SNR 88dB SFDR 低功率:146mW 单 1.8V 电源 CMOS、DDR CMOS 或 DDR LVDS 输出 可选输入范围:1VP-P 至 2VP-P 800MHz 满功率带宽 S/H (采样及保持) 任选的数据输出随机函数发生器 任选的时钟占空比稳定器 停机和打盹模式 用于配置的串行 SPI 端口 引脚兼容型 14 位和 12 位器件版本 40 引脚 (6mm x 6mm) QFN 封装 产品详情 LTC®2262-12 是一款采样 12 位 A/D 转换器,专为对高频、宽动态范围信号进行数字化处理而设计。凭借包括 70.5dB SNR 和 88dB 无寄生动态范围 (SFDR) 在内的 AC 性能,LTC2262-12 成为了要求苛刻通信应用的理想选择。0.17psRMS 的超低抖动实现了 IF 频率的欠采样以及卓越的噪声性能。 DC 规格包括整个温度范围内的 ±0.3LSB INL (典型值)、±0.1LSB DNL (典型值) 和无漏失码。转换噪声很低,仅为 0.3LSBRMS。 数字输出可以是全速率 CMOS、双倍数据速率 CMOS 或双倍数据速率 LVDS。一个单独的输出电源提供了 1.2V 至 1.8V 的 CMOS 输出摆幅。 可以利用一个正弦波、PECL、LVDS、TTL 或 CMOS 输入对 ENC...
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LTC2262-12 12 位、150Msps、超低功率 1.8V ADC

AD6643 双通道中频接收机

和特点 每个通道11位、250MSPS输出数据速率 使能NSR时的性能-- SNR:74.5 dBFS(55 MHz频段、最高90 MHz、250MSPS)-- SNR:72.0 dBFS(82 MHz频段、最高90 MHz、250 MSPS) 禁用NSR时的性能-- SNR:66.2 dBFS(最高90 MHz、250 MSPSS)--SFDR:85 dBc(最高185 MHz、250MSPS) 总功耗:535 mW (200 MSPS) 1.8 V模拟电源供电 1.8 V LVDS(ANSI-644电平)输出 1至8整数时钟分频器(最大输入频率625 MHz) ADC内部基准电压源 欲了解更多特性,请参考数据手册产品详情 AD6643是一款11位、250 MSPS、双通道中频(IF)接收机,专门针对要求高动态范围性能、低功耗和小尺寸的电信应用中支持多天线系统而设计。该器件包括两个高性能模数转换器(ADC)和噪声整形再量化器(NSR)数字模块。各ADC采用多级、差分流水线架构,并集成了输出纠错逻辑。ADC差分流水线的第一级包含一个宽带宽开关电容采样网络。集成基准电压源可简化设计。占空比稳定器(DCS)补偿ADC时钟占空比的波动,使转换器保持出色的性能。各ADC的输出内部连接到NSR模块。集成NSR电路能够提高奈奎...
发表于 02-22 12:17 17次 阅读
AD6643 双通道中频接收机

AD6641 250 MHz带宽DPD观测接收机

和特点 信噪比(SNR):65.8 dBFS(fIN最高为250MHz,500 MSPS) 有效位数(ENOB):10.5(fIN最高为250 MHz,500 MSPS,−1.0 dBFS) 无杂散动态范围(SFDR ):80 dBc(fIN最高为250 MHz,500 MSPS,−1.0 dBFS) 出色的线性度:- 微分非线性(DNL) = ±0.5 LSB(典型值)- 积分非线性(INL) = ±0.6 LSB(典型值) 集成16k × 12 FIFO FIFO回读选项-- 12位CMOS (62.5MHz)-- 6位DDR LVDS接口-- SPORT (62.5 MHz)-- SPI (25MHz) 高速同步功能 1 GHz全功率模拟带宽 集成输入缓冲器 片内基准电压源,无需外部去耦 产品详情 AD6641是一款250 MHz带宽数字预失真观测接收机,集成一个12位500 MSPS ADC、一个16k × 12 FIFO和一个多模式后端,用户可通过串行端口(SPORT)、SPI接口或12位并行CMOS/6位DDR LVDS端口检索存储在集成FIFO存储器中的数据。它具有出色的动态性能和低功耗特性,适合电信应用,如要求更宽带宽的数字预失真观测路径等。芯片上集成了全部必需功能,包括采样保持器与基准电压源,可提供完整的信号转换解决方案。 片内FI...
发表于 02-22 12:17 14次 阅读
AD6641 250 MHz带宽DPD观测接收机

AD6650 分集中频至基带GSM/EDGE窄带接收机

和特点 动态范围:116 dB 数字VGA I/Q解调器 有源低通滤波器 双通道宽带ADC 可编程抽取和通道滤波器 VCO和锁相环电路 串行数据输出端口产品详情 AD6650是一款分集中频至基带接收机,适用于GSM/EDGE。这款窄带接收机由一个集成DVGA、中频至基带I/Q解调器、低通滤波和一个双通道宽带ADC组成。该芯片可处理70 MHz至260 MHz的中频输入。接收机架构经过特别设计,整个接收信号路径只需要一个用于主信号的外部表面声波(SAW)滤波器和一个用于分集信号的滤波器,便可达到GSM/EDGE阻塞要求。片内数字抽取与滤波电路可消除目标通道之外的干扰信号和噪声。利用可编程RAM系数滤波器,只需一个经济高效的滤波器,便可实现抗混叠、匹配滤波和静态均衡三种功能。通道滤波器的输出通过串行输出I/Q数据流提供给用户。应用 PHS或GSM/EDGE单载波、分集接收机 微蜂窝和微微蜂窝系统无线本地环路 智能天线系统 软件无线电建筑物内无线电话数据手册,Rev. A,1/07方框图...
发表于 02-22 12:17 19次 阅读
AD6650 分集中频至基带GSM/EDGE窄带接收机

AD6677 80 MHz带宽中频接收机

和特点 JESD204B Subclass 0或Subclass 1编码串行数字输出 信噪比(SNR):71.9 dBFS(185 MHz AIN,250 MSPS,NSR设为33%) 无杂散动态范围(SFDR):87 dBc(185 MHz AIN,250 MSPS) 总功耗:435 mW (250 MSPS) 1.8 V电源电压 1至8整数输入时钟分频器 采样速率最高达250 MSPS 中频采样频率最高达400 MHz 模数转换器(ADC)内置基准电压源 灵活的模拟输入范围-- 1.4 V p-p至2.0 V p-p(标称值1.75 V p-p) ADC时钟占空比稳定器(DCS) 串行端口控制 节能的掉电模式 产品详情 AD6677是一款11位、250 MSPS中频(IF)接收机,专门针对要求高动态范围性能、低功耗和小尺寸的电信应用中支持多天线系统而设计。该器件包括高性能模数转换器(ADC)和噪声整形再量化器(NSR)数字模块。ADC由多级、差分流水线架构组成,并集成了输出纠错逻辑,每个ADC差分流水线的第一级包含一个宽带宽开关电容采样网络。集成基准电压源可简化设计。占空比稳定器(DCS)补偿ADC时钟占空比的波动,使转换器保持出色的性能。ADC的输出内部连接到NSR模块。集成NSR电路能够提高奈奎斯特带宽内较小频...
发表于 02-22 12:05 21次 阅读
AD6677 80 MHz带宽中频接收机

LTC2288 双通道、10 位、65Msps、低噪声 3V ADC

和特点 集成化双通道 10 位 ADC 采样速率:65Msps / 40Msps / 25Msps 单 3V 电源 (2.7V 至 3.4V) 低功率:400mW / 235mW / 150mW 61.8dB SNR 85dB SFDR 110dB 通道隔离度 (在 100MHz) 多路复用或单独的数据总线 灵活的输入:1VP-P至2VP-P范围 575MHz 满功率带宽 S/H (采样及保持) 时钟占空比稳定器 停机和打盹模式 引脚兼容型系列 105Msps:LTC2282 (12 位)、LTC2280 (10 位) 80Msps:LTC2294 (12 位)、LTC2289 (10 位) 65Msps:LTC2293 (12 位)、LTC2288 (10 位) 40Msps:LTC2292 (12 位)、LTC2287 (10 位) 25Msps:LTC2291 (12 位)、LTC2286 (10 位) 10Msps:LTC2290 (12 位)、LTC2292 (14 位) 64 引脚 (9mm x 9mm) QFN 封装 产品详情 LTC®2288 / LTC2287 / LTC2286 是 10 位 65Msps / 40Msps / 25Msps、低噪声双通道 3V A/D 转换器,专为对高频、宽动态范围信号进行数字化处理而设计。...
发表于 02-22 12:02 19次 阅读
LTC2288 双通道、10 位、65Msps、低噪声 3V ADC

ADE5169 单相电能计量IC,集成8052 MCU、RTC和LCD驱动器

和特点 宽电源电压范围:2.4 V至3.7 V 调节输入与电池输入之间内置双极性开关 超低功耗的省电模式(PSM) 全速运转: 4.4 mA至1.6 mA(取决于PLL时钟) 电池模式:3.3 mA至400 μA(取决于PLL时钟) 休眠模式:实时时钟(RTC)模式:1.7 μARTC和LCD模式:38 μA(LCD电荷泵使能) 基准电压:1.2 V ± 0.1%(10 ppm/°C漂移) 64引脚薄型四方扁平封装(LQFP),符合RoHS标准 见数据表的附加功能 产品详情 ADE5166/ADE5169/ADE5566/ADE55691将ADI公司电能(ADE)计量IC模拟前端和固定功能DSP解决方案与增强型8052 MCU内核、完整RTC、LCD驱动器和所有外设集成为一体,提供一种带液晶显示屏的电表。ADE测量内核包括有功、无功和视在功率计算以及电压和电流均方根值测量。利用内置的电能标量可以访问这些信息,以便进行计费。电能计量DSP包括许多电力线路监控功能(如SAG、峰值和零交越等),可简化电表设计。微处理器功能包括单周期8052内核、带备用电源引脚的完整RTC、SPI或I2C®接口以及2个独立的UART接口。ADE内核提供直接可用的信息,降低了对程序...
发表于 02-22 12:01 23次 阅读
ADE5169 单相电能计量IC,集成8052 MCU、RTC和LCD驱动器

LTC2185 16 位、125Msps、低功率、双通道 ADC

和特点 两通道同时采样 ADC 76.8dB SNR 90dB SFDR 低功率:370mW / 308mW / 200mW (总值)              185mW / 154mW / 100mW (每通道) 单 1.8V 电源 CMOS、DDR CMOS 或 DDR LVDS 输出 可选的输入范围:1VP-P 至 2VP-P 550MHz 满功率带宽 S/H (采样及保持) 任选的数据输出随机函数发生器 任选的时钟占空比稳定器 停机和打盹模式 用于配置的串行 SPI 端口 64 引脚 (9mm x 9mm) QFN 封装   产品详情 LTC®2185 / LTC2184 / LTC2183 是两通道同时采样 16 位 A/D 转换器,专为对高频、宽动态范围信号进行数字化处理而设计。这些器件非常适合要求苛刻的通信应用,其 AC 性能包括 76.8dB SNR 和 90dB 无寄生动态范围 (SFDR)。0.07psRMS 的超低抖动实现了 IF 频率的欠采样和卓越的噪声性能。 DC 规格包括整个温度范围内的 ±2LSB INL (典型值)、±0.5LSB DNL (典型值) 和无漏失码。转换噪声为 3.4LSBRMS。 数字输出可以是全速率 CMOS、双倍数据速率 CMOS 或双倍数据速率 LVDS。一个单独的输出电源提供了 1.2V 至 1.8V 的 CMOS 输...
发表于 02-22 12:01 32次 阅读
LTC2185 16 位、125Msps、低功率、双通道 ADC

LTC1750 14 位、80Msps 宽带宽 ADC

和特点 采样速率:80Msps 500MHz 满功率带宽 S/H (采样及保持) 高达 500MHz 的直接 IF 采样 PGA 前端 (2.25VP-P 或 1.35VP-P 输入范围) 75.5dB SNR 和 90dB SFDR (PGA = 0) 73dB SNR 和 90dB SFDR (PGA = 1) 无漏失码 单 5V 电源 功耗:1.45W 两个引脚可选的基准值 二进制补码或偏移二进制输出 超范围指示器 数据就绪输出时钟 引脚对引脚兼容系列 48 引脚 TSSOP 封装 产品详情 LTC®1750 是一款 80Msps、14 位 A/D 转换器,专为对频率高达 500MHz 的宽动态范围信号进行数字化处理而设计。该 ADC 的输入范围可利用片内 PGA 采样及保持电路和灵活的基准电路进行优化。LTC1750 具有一个高度线性的采样及保持电路和 500MHz 带宽。当输入频率为 250MHz 时 SFDR 为 82dB。0.12psRMS 的超低抖动实现了 IF 频率的欠采样和极少的 SNR 性能下降。DC 规格包括 ±3LSB INL 和无漏失码。数字接口可兼容 5V、3V、2V 和 LVDS 逻辑系统。可以采用 PECL、GTL 和其他低摆幅逻辑系列或者单端 TTL 或 CMOS 对 ENC和 ENC 输入进行差分驱动。另外,低噪...
发表于 02-22 12:01 29次 阅读
LTC1750 14 位、80Msps 宽带宽 ADC

AD9461 16-Bit, 130 MSPS A/D Converter

和特点 130 MSPS guaranteed sampling rate (AD9461-130) 78.4 dBFS SNR with 10 MHz input (3.4 V p-p input, 130 MSPS) 77.1 dBFS SNR / 85 dBc SFDR with 170 MHz input (3.4V p-p input, 130 MSPS) 83 dBc SFDR with 225 MHz input(3.4V p-p input, 130 MSPS) TBD dBFS 2-tone SFDR with 170 MHz and 170 MHz (130 MSPS) 60 fsec rms jitter Excellent linearity DNL = ±0.6 LSB typicalINL = ±4.0 LSB typical2.0 V p-p to 4.0 V p-p differential full-scale inputBuffered analog inputs LVDS outputs (ANSI-644 compatible) or CMOS outputs Data format select (offset binary or twos complement) Output clock available 产品详情 The AD9461 is a 16-bit, monolithic, sampling analog-to-digital converter (ADC) with an on-chip track-and-hold circuit. It is optimized for performance, small size, and ease of use. The product operates up to 130 MSPS, providing superior SNR for instrumentation, medical imaging, and r...
发表于 02-22 12:01 27次 阅读
AD9461 16-Bit, 130 MSPS A/D Converter

AD9200 10位、20 MSPS、80 mW CMOS ADC

和特点 与AD876引脚兼容 功耗:80 mW (3 V) 工作电压范围:2.7 V至5.5 V 微分非线性:0.5 LSB 省电(休眠)模式 三态输出 超量程指示 内置箝位功能(直流复位) 可调片内基准电压源 IF 欠采样至135 MHz 产品详情 AD9200是一款单芯片、10位、20 MSPS模数转换器(ADC),采用单电源供电,内置一个片内采样保持放大器和基准电压源。它采用多级差分流水线架构,数据速率达20 MSPS,在整个工作温度范围内保证无失码。AD9200的输入经过设计,使成像和通信系统的开发更加轻松。用户可以选择各种输入范围和偏移,并可通过单端或差分方式驱动输入。采样保持放大器(SHA)既适用于在连续通道中切换满量程电平的多路复用系统,也适合采用最高奈奎斯特速率及更高的频率对单通道输入进行采样。利用片上箝位电路(AD9200ARS、AD9200KST),可以使交流耦合输入信号偏移到预定电平。动态性能极为出色。 AD9200具有一个片上可编程基准电压源。也可以选用外部基准电压源,以满足应用的直流精度与温度漂移要求。 采用一个单时钟输入来控制所有内部转换周期。数字输出数据格式为标准二进制。超量程(OTR)信号表示溢出状况,可由最高有效位...
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AD9200 10位、20 MSPS、80 mW CMOS ADC

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