【E課堂】Σ-Δ型ADC拓撲結構基本原理：第二部分

　　除了濾除量化噪聲以外，數(shù)字濾波器還能通過調整輸入帶寬來降低噪聲。這是通過提高抽取率實現(xiàn)的。對于sinc5 + sinc1濾波器，提高過采樣比意味著初始五階sinc濾波器要進行均值計算。利用初始結果的均值，用戶可以選擇不同的輸出數(shù)據(jù)速率、速度和帶寬來改善噪聲性能(如圖5所示)，即先由sinc5再由sinc5 + sinc1求均值來改善噪聲性能。對sinc5結果求均值會引入頻率為輸出數(shù)據(jù)速率及其倍數(shù)的一階陷波，這些陷波會與sinc5總包絡復合。sinc型濾波器中的陷波頻率傳統(tǒng)上是用來抑制已知頻率的干擾信號，即通過把數(shù)據(jù)速率策略性地設置為與干擾頻率重合。一個經(jīng)典例子是50 Hz和60 Hz的電線頻率工頻抑制。

　　圖3.AD7175調制器輸出頻譜DC至FMOD/2，采用sinc5 + sinc1和32倍抽取(產生sinc5直流響應)。

　　圖4.AD7175-2 sinc5 + sinc1濾波器：通過更改ADC抽取率來調整輸入帶寬。

　　圖5.AD7175-2 sinc5 + sinc1濾波器 – 噪聲與ODR的關系。

　　sinc型濾波器是具有sin(x)/x剖面的移動平均濾波器，因此一般稱其為sinc濾波器。該濾波器由一系列積分器、一個用作抽取率的開關和一系列微分器組成。它是一種有限脈沖響應(FIR)型濾波器。對于輸入的階躍變化，它表現(xiàn)出已知且有限的線性相位響應。深陷波發(fā)生在輸出數(shù)據(jù)速率及其整數(shù)倍處，陷波內的信號會被衰減。

　　圖6.不同階數(shù)sinc濾波器的頻域比較：sinc5與sinc3.

　　圖6比較了AD7175的三階和五階sinc濾波器，二者均以32倍抽取率運行。這種情況下，兩個濾波器均以250 kHz的輸出速率提供轉換數(shù)據(jù)。濾波器的階數(shù)決定滾降速率和−3 dB頻率。sincP濾波器位于–P × 20 dB/十倍頻程的頻率響應包絡之下。滾降越陡，−3 dB頻率越低。不同階數(shù)濾波器之間的主要區(qū)別在于濾波器建立時間，根據(jù)情況不同，其對終端測量應用的影響也不同。