电子发烧友App

硬声App

0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示
电子发烧友网>电子资料下载>模拟数字>为SAR ADC选择合适的放大器和RC滤波器资料下载

为SAR ADC选择合适的放大器和RC滤波器资料下载

2021-04-28 | pdf | 494.92KB | 次下载 | 免费

资料介绍

前端包括两个部分:驱动放大器和RC滤波器。放大器调节输入信号,同时充当信号源与ADC输入端之间的低阻抗缓冲器。RC滤波器限制到达ADC输入端的带外噪声,帮助衰减ADC输入端中开关电容的反冲影响。 为SAR ADC选择合适的放大器和RC滤波器可能很困难,特别是当应用不同于ADC数据手册的常规用途时。根据各种影响放大器和RC选择的应用因素,我们提供了设计指南,可实现最佳解决方案。主要考虑因素包括:输入频率, 吞吐速率和 输入复用. 选择合适的RC滤波器 要选择合适的RC滤波器,必须计算单通道或多路复用应用的RC带宽,然后选择R和C的值。 图1显示了一个典型的放大器、单极点RC滤波器和ADC。ADC输入构成驱动电路的开关电容负载。其10 MHz输入带宽意味着需要在宽带宽内保证低噪声以获得良好的信噪比(SNR)。RC网络限制输入信号的带宽,并降低放大器和上游电路馈入ADC的噪声量。不过,带宽限制过多会延长建立时间并使输入信号失真。 图1. 典型放大器、RC滤波器和ADC 在建立ADC输入和通过优化带宽限制噪声时所需的最小RC值,可以由假设通过指数方式建立阶跃输入来计算。要计算阶跃大小,需要知道输入信号频率、幅度和ADC转换时间。转换时间, tCONV(图2)是指容性DAC从输入端断开并执行位判断以产生数字代码所需的时间。转换时间结束时,保存前一样本电荷的容性DAC切换回输入端。此阶跃变化代表输入信号在这段时间的变化量。此阶跃建立所需的时间称为 "反向建立时间". 图2. N位ADC的典型时序图 在给定输入频率下,一个正弦波信号的最大不失真变化率可通过下式计算: 如果ADC的转换速率大大超出最大输入频率,则转换期间输入电压的最大变化量为: 这是容性DAC切换回采集模式时出现的最大电压阶跃。然后,DAC电容与外部电容的并联组合会衰减此阶跃。因此,外部电容必须相对较大,达到几nF。此分析假设输入开关导通电阻的影响可忽略不计。现在需要建立的阶跃大小为: 接下来计算在ADC采集阶段,ADC输入建立至½ LSB的时间常数。假设阶跃输入以指数方式建立,则所需RC时间常数τ为: 其中,tACQ 为采集时间,NTC 为建立所需的时间常数数目。所需的时间常数数目可以通过计算阶跃大小VSTEP与建立误差(本例为½ LSB)之比的自然对数来获得: 因此, 将上式代入前面的公式可得: 等效RC带宽 示例:借助RC带宽计算公式,选择16位ADCAD7980 (如图3所示),其转换时间为710 ns,吞吐速率为1 MSPS,采用5 V基准电压。最大目标输入频率为100 kHz。计算此频率时的最大阶跃: 然后,外部电容的电荷会衰减此阶跃。使用27 pF的DAC电容并假设外部电容为2.7 nF,则衰减系数约为101。将这些值代入VSTEP计算公式: 接下来计算建立至½ LSB(16位、5 V基准电压)的时间常数数目: 采集时间为: 计算τ: 因此,带宽为3.11 MHz, REXT 为 18.9 Ω. 图3. 采用16位1 MSPS ADC AD7980的RC滤波器 最小带宽、吞吐速率和输入频率之间的这种关系说明:输入频率越高,则要求RC带宽越高。同样,吞吐速率越高,则采集时间越短,从而提高RC带宽。采集时间对所需带宽的影响最大;如果采集时间加倍(降低吞吐速率),所需带宽将减半。此简化分析未包括二阶电荷反冲效应,它在低频时变成主要影响因素。输入频率非常低时( 多路复用 输入信号很少是连续的,通常由不同通道切换产生的大阶跃组成。最差情况下,一个通道处于负满量程,而下一个通道则处于正满量程(见图4)。这种情况下,当多路复用器切换通道时,阶跃大小将是ADC的满量程,对于上例而言是5 V。 图4. 多路复用设置 在上例中使用多路复用输入时,线性响应所需的滤波器带宽将提高到3.93 MHz(此时阶跃大小为5 V,而非单通道时的1.115 V)。假设条件如下:多路复用器在转换开始后不久即切换(图5),放大器和RC正向建立时间足以使输入电容在采集开始前稳定下来。 图5. 多路复用时序 对于计算得到的RC带宽,可以利用表1进行检查。从表中可知,要使满量程阶跃建立至16位,需要11个时间常数(如表1)。对于计算的RC,滤波器的正向建立时间为11 × 40.49 ns = 445 ns,远少于转换时间710 ns。正向建立不需要全部发生在转换期间(容性DAC切换到输入端之前),但正向和反向建立时间之和不应超过所需的吞吐速率。对于低频输入,信号的变化率低得多,因此正向建立并不十分重要。 表1. 建立至N位分辨率所需的时间常数数目 分辨率(位) LSB (%FS) 建立至1 LSB误差的时间常数数量 6 1.563 4.16 8 0.391 5.55 10 0.0977 6.93 12 0.0244 8.32 14
下载该资料的人也在下载 下载该资料的人还在阅读
更多 >

评论

查看更多

下载排行

本周

  1. 1电子电路原理第七版PDF电子教材免费下载
  2. 0.00 MB  |  1490次下载  |  免费
  3. 2单片机典型实例介绍
  4. 18.19 MB  |  92次下载  |  1 积分
  5. 3S7-200PLC编程实例详细资料
  6. 1.17 MB  |  27次下载  |  1 积分
  7. 4笔记本电脑主板的元件识别和讲解说明
  8. 4.28 MB  |  18次下载  |  4 积分
  9. 5开关电源原理及各功能电路详解
  10. 0.38 MB  |  10次下载  |  免费
  11. 6基于AT89C2051/4051单片机编程器的实验
  12. 0.11 MB  |  4次下载  |  免费
  13. 7蓝牙设备在嵌入式领域的广泛应用
  14. 0.63 MB  |  3次下载  |  免费
  15. 89天练会电子电路识图
  16. 5.91 MB  |  3次下载  |  免费

本月

  1. 1OrCAD10.5下载OrCAD10.5中文版软件
  2. 0.00 MB  |  234313次下载  |  免费
  3. 2PADS 9.0 2009最新版 -下载
  4. 0.00 MB  |  66304次下载  |  免费
  5. 3protel99下载protel99软件下载(中文版)
  6. 0.00 MB  |  51209次下载  |  免费
  7. 4LabView 8.0 专业版下载 (3CD完整版)
  8. 0.00 MB  |  51043次下载  |  免费
  9. 5555集成电路应用800例(新编版)
  10. 0.00 MB  |  33562次下载  |  免费
  11. 6接口电路图大全
  12. 未知  |  30320次下载  |  免费
  13. 7Multisim 10下载Multisim 10 中文版
  14. 0.00 MB  |  28588次下载  |  免费
  15. 8开关电源设计实例指南
  16. 未知  |  21539次下载  |  免费

总榜

  1. 1matlab软件下载入口
  2. 未知  |  935053次下载  |  免费
  3. 2protel99se软件下载(可英文版转中文版)
  4. 78.1 MB  |  537791次下载  |  免费
  5. 3MATLAB 7.1 下载 (含软件介绍)
  6. 未知  |  420026次下载  |  免费
  7. 4OrCAD10.5下载OrCAD10.5中文版软件
  8. 0.00 MB  |  234313次下载  |  免费
  9. 5Altium DXP2002下载入口
  10. 未知  |  233045次下载  |  免费
  11. 6电路仿真软件multisim 10.0免费下载
  12. 340992  |  191183次下载  |  免费
  13. 7十天学会AVR单片机与C语言视频教程 下载
  14. 158M  |  183277次下载  |  免费
  15. 8proe5.0野火版下载(中文版免费下载)
  16. 未知  |  138039次下载  |  免费