用于數(shù)據(jù)采集的超高性能差分輸出可編程增益儀表放大器

作者：時間：2011-12-06 來源：網(wǎng)絡(luò)

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AD825x建立時間：對于10 V輸出電壓躍遷，AD8250的0.001%（16位）建立時間為615 ns。
AD825x壓擺率：AD825x的壓擺率在20 V/μs到30 V/μs之間，具體取決于增益設(shè)置。AD8475的壓擺率為50 V/μs，因此系統(tǒng)受限于AD825x的壓擺率。
抗混疊濾波器(AAF)截止頻率：該濾波器由用戶定義，用于限制ADC輸入端的信號帶寬，防止混疊，并提高信號鏈的信噪比（詳情參閱放大器和ADC的數(shù)據(jù)手冊）。
ADC采樣速率：AD8475可以驅(qū)動最高4 MSPS的18位分辨率轉(zhuǎn)換器。

許多數(shù)據(jù)采集和過程控制系統(tǒng)需要測量壓力、溫度和其它低頻輸入信號，因此前端放大器的直流精度和溫度穩(wěn)定性對于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。許多應(yīng)用使用多個傳感器，這些傳感器以輪詢方式多路復(fù)用連接到放大器輸入端。通常而言，輪詢頻率遠(yuǎn)大于目標(biāo)信號的帶寬。當(dāng)多路復(fù)用器從一個傳感器切換到另一個傳感器時，放大器輸入端經(jīng)歷的電壓變化是未知的，因此設(shè)計必須考慮最差情況——滿量程電壓躍遷。放大器必須能夠在所分配的切換時間內(nèi)從該滿量程躍遷完成建立，該建立時間還必須短于ADC采集信號所需的建立時間。

在AD8475與ADC輸入端之間，建議使用一個抗混疊濾波器(AAF)，以便對提供給ADC輸入端的信號和噪聲帶寬進(jìn)行限制，防止不需要的混疊效應(yīng)，并提高系統(tǒng)的信噪比。此外，AAF能夠吸收一些ADC輸入瞬變電流，因此該濾波器也能在放大器與ADC的開關(guān)電容輸入端之間提供某種隔離。AAF通常利用簡單的RC網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，如圖1中所示。濾波器帶寬通過下式計算：

許多情況下，該濾波器的R和C值根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行優(yōu)化，以便為ADC提供必需的帶寬、建立時間和驅(qū)動能力。如需具體建議，請參閱ADC數(shù)據(jù)手冊。

結(jié)束語

AD8475與AD825x系列PGIA相結(jié)合，可實現(xiàn)一種簡單靈活、高性能、多功能的模擬前端。針對信號放大和衰減處理，該模擬前端可以提供多種可編程的增益組合，從而優(yōu)化不同的測量電壓范圍。AD825x的性能和可編程能力非常適合多路復(fù)用型測量系統(tǒng)，AD8475則能提供出色的接口來連接精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器。兩種放大器協(xié)調(diào)工作以保持傳感器信號的完整性，為工業(yè)測量系統(tǒng)提供一個高性能模擬前端。