集成PGIA、用于工業(yè)級(jí)信號(hào)的低功耗、多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

作者：時(shí)間：2016-10-24 來源：電子產(chǎn)品世界

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對(duì)面交流
  海量資料庫(kù)查詢

　　失調(diào)和增益誤差結(jié)果

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201610/311714.htm

　　表4顯示圖1中電路的各通道在各增益配置下的失調(diào)誤差測(cè)量值(以LSB方式顯示)。表4還顯示了各增益配置下所有通道的平均失調(diào)誤差。

　　測(cè)量失調(diào)誤差時(shí)，將所有通道輸入接地，在每一種增益配置下收集各通道上的32,768個(gè)樣本，并求平均值。

　　表4.所有通道和增益配置下的失調(diào)誤差測(cè)量(誤差以LSB顯示)

　　表5顯示圖1中電路各增益配置下的增益為誤差測(cè)量值。使用上文中的分析方法可以找出%FS誤差，而V/V實(shí)際增益可以通過從理想增益中減去該誤差而計(jì)算得到。

　　表5.所有增益配置的增益誤差測(cè)量

　　無通道切換情況下的性能結(jié)果

　　圖10、圖11、圖12和圖13顯示了10 kHz滿量程正弦波輸入在單通道上的FFT曲線，增益配置分別為0.4、0.8、1.6和3.2。表6顯示各增益配置下測(cè)得的SNR和rms噪聲。

　　表6.SNR、噪聲和THD與增益的關(guān)系(10 kHz輸入)

　　輸入信號(hào)由Audio Precision SYS-2700串聯(lián)信號(hào)發(fā)生器提供，電路板設(shè)為差分輸入模式。圖14顯示了各增益配置下總諧波失真(THD)測(cè)量值與輸入信號(hào)頻率的關(guān)系。這些結(jié)果與AD8251數(shù)據(jù)手冊(cè)中的THD典型性能特性相吻合。

　　圖10.FFT(10 kHz、20 V p-p輸入，增益 = 0.4，單個(gè)靜態(tài)通道)

　　圖11.FFT(10 kHz、10 V p-p輸入，增益 = 0.8，單個(gè)靜態(tài)通道)

　　圖12.FFT(10 kHz、5 V p-p輸入，增益 = 1.6，單個(gè)靜態(tài)通道)

　　圖13.FFT(10 kHz、2.5 V p-p輸入，增益 = 3.2，單個(gè)靜態(tài)通道)

　　圖14.各種輸入頻率下的THD測(cè)量值(單個(gè)靜態(tài)通道)

　　帶通道切換的系統(tǒng)性能

　　執(zhí)行多項(xiàng)測(cè)試，以便評(píng)估系統(tǒng)掃描多個(gè)通道時(shí)的性能。使用精密直流源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量相對(duì)于采樣速率的輸出碼誤差(類似測(cè)試請(qǐng)參見電路筆記CN-0269)以及通道間的電壓步長(zhǎng)。另外還測(cè)量在兩個(gè)反相滿量程輸入間切換時(shí)的交流性能，信號(hào)采用精密交流源(Audio Precision AP SYS 2712)。

　　圖15和圖16分別顯示直流和交流性能測(cè)試的測(cè)試設(shè)置。通道切換速率是ADG1207從一個(gè)通道切換到另一個(gè)通道的速率，等效于AD7982的采樣速率。

　　圖15.使用直流校準(zhǔn)器的建立時(shí)間評(píng)估設(shè)置

　　圖16.使用交流信號(hào)發(fā)生器的建立時(shí)間評(píng)估設(shè)置

　　在直流測(cè)試中，兩個(gè)通道之間的電壓步長(zhǎng)以及通道切換速率會(huì)發(fā)生改變。通道切換速率范圍為50 kHz至1 MHz，以50 kHz為增量。各增益配置下的電壓步長(zhǎng)在不同范圍內(nèi)均有所不同。測(cè)量各通道在各種電壓步長(zhǎng)/通道切換速率下的平均碼結(jié)果，對(duì)每個(gè)通道上的8,192個(gè)樣本求平均值。此外還測(cè)量各通道在靜止情況下(無通道間切換)的平均碼結(jié)果。下文討論的平均碼誤差由靜止情況下和通道切換情況下測(cè)得的平均碼之差得來。

　　圖17、圖18、圖19和圖20顯示了四種增益配置以及多種切換速率下，不同電壓步長(zhǎng)的平均碼誤差。圖21、圖22、圖23和圖24顯示了四種增益配置以及多種切換速率下，滿量程電壓步長(zhǎng)的平均碼誤差。