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詳解如何設(shè)置高速ADC的共模輸入范圍

  • 　　本文根據(jù)一個(gè)實(shí)用的電路設(shè)計(jì)闡述了如何設(shè)置高速ADC MAX1196的共模輸入范圍?！　≥斎牍材ｋ妷悍秶?Vcm)對(duì)于包含了基帶采樣和高速ADC的通信接收機(jī)設(shè)計(jì)非常重要，尤其是采用直流耦合輸入、單電源供電的低壓電路。對(duì)于單電源供電電路，饋送到放大器和ADC的輸入信號(hào)應(yīng)該偏置在Vcm范圍以內(nèi)的直流電平，能夠消除放大器和ADC設(shè)計(jì)的一大屏障，因?yàn)椴槐卦?V保持低失真和高線性度?！　≈苯酉伦冾l結(jié)構(gòu)的無線通信接收機(jī)通常采用差分、直流耦合方式與ADC連接。這種電路包含一個(gè)零中頻(ZIF)結(jié)構(gòu)，具有一個(gè)R
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降低 SAR ADC 驅(qū)動(dòng)器的放大器功耗

  • 　　由于 SAR ADC 的功耗隨著每一代新器件的推出而不斷降低，放大器成了功耗敏感型應(yīng)用的制約因素。那么我們?nèi)绾尾拍苓M(jìn)一步降低功耗?在尋找可能的解決方案之前，讓我們先考慮一下 ADC 功耗降低的原因?！　∠聢D 1 直接顯示了我們 12 位、4MSPSADS7881SAR ADC 的功耗情況，是功耗顯著降低的很好例證?！　D 1：ADS7881功耗與采樣率比較　　當(dāng)運(yùn)行在高時(shí)鐘速率下時(shí)，唯一的省電方法就是降低供電電壓。但這并非總是可行的。當(dāng)在使用 SAR ADC 監(jiān)測應(yīng)用時(shí)，如果在系統(tǒng)完全喚醒狀態(tài)下很少有
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精確的數(shù)據(jù)采集？全是相對(duì)的

  • 　　“聰明的人解決問題，智慧的人避免問題?！薄?阿爾伯特·愛因斯坦　　愛因斯坦也許也會(huì)愛上模擬設(shè)計(jì)，因?yàn)槠渲锌倳?huì)涉及一些相對(duì)論。例如在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，精確度是相對(duì)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器參考電壓的?！　‘?dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 不含內(nèi)部參考時(shí)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就需要外部電壓參考電路。讓電路板及系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)人員非?？鄲赖氖? 這通常是精確數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能不佳的源頭。ADC的轉(zhuǎn)換精度基于這些電路為ADC提供的精確電壓。　　好消息是有三個(gè)重要組件可幫助優(yōu)化外部參考電路，提高 ADC 性能。它們分別是：電壓參考、參考驅(qū)動(dòng)器放大器和
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"驅(qū)動(dòng) ADC 輸入" 時(shí)的第一經(jīng)驗(yàn)法則

  • 　　工程師們喜歡通過多種方法簡化設(shè)計(jì)流程。我最喜歡的是一直采用低阻抗電源驅(qū)動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 輸入。為什么我會(huì)對(duì)這種方法情有獨(dú)鐘?因?yàn)樗蔀榫_數(shù)據(jù)采集模塊帶來諸多優(yōu)勢?！　∥覀兪紫葋砜匆环N常見應(yīng)用，其中需要將高電壓信號(hào)源進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為所需的 ADC 輸入范圍。圖 1 中的簡單分壓器可用來解決該問題，即將 +/-5V 信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為 0-5V。該分壓器的等效阻抗 Req等于 R1 與 R2 的并行結(jié)合?！　∧敲?，這種有限電源阻抗會(huì)如何影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?　　圖1　　高電源阻抗會(huì)在數(shù)據(jù)采集過程
  • 關(guān)鍵字： ADC  SNR   

想了解 ADC 的非線性度嗎？揭開地毯看一看:)

  • 　　上周，我把家里的地毯換成了木制地板。在移除客廳樓梯的地毯后，我注意到原本“一致”的樓梯臺(tái)階的進(jìn)深寬度其實(shí)很不均勻。對(duì)此，我感到非常驚奇，因?yàn)檫@么多年來我上上下下卻從未注意到臺(tái)階是不均勻的。這是因?yàn)榈靥航^妙地掩蓋了這個(gè)問題。　　以我書呆子式的思維方式，這件讓我不禁想到了高分辨率 SAR 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的問題。我原本以為我家的樓梯是均勻的，就像具有完美對(duì)稱的量化步進(jìn)的無噪聲 ADC 的理想轉(zhuǎn)換函數(shù)一樣。圖 1 顯示了 3 位 ADC 的實(shí)例情況?！　D1.ADC 轉(zhuǎn)換函數(shù)——“均勻一致的樓梯”　
  • 關(guān)鍵字： ADC  SAR   

理解逐次逼近寄存器型ADC：與其它類型ADC的架構(gòu)對(duì)比

  • 　　本文說明了SAR ADC的工作原理，采用二進(jìn)制搜索算法，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本文還給出了SAR ADC的核心架構(gòu)，即電容式DAC和高速比較器。最后，對(duì)SAR架構(gòu)與流水線、閃速型以及Σ-Δ ADC進(jìn)行了對(duì)比?！　≈鸫伪平拇嫫餍?SAR)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)是采樣速率低于5Msps (每秒百萬次采樣)的中等至高分辨率應(yīng)用的常見結(jié)構(gòu)。SAR ADC的分辨率一般為8位至16位，具有低功耗、小尺寸等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使該類型ADC具有很寬的應(yīng)用范圍，例如便攜/電池供電儀表、筆輸入量化器、工業(yè)控制和數(shù)據(jù)/信號(hào)采
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正確選擇轉(zhuǎn)換器需考慮的九項(xiàng)ADC技術(shù)指標(biāo)

  • 　　分辨率，可能是最易被誤解的技術(shù)指標(biāo)，它表示輸出位數(shù)，但不提供性能數(shù)據(jù)。部分?jǐn)?shù)據(jù)手冊會(huì)列出有效位數(shù)(ENOB)，它使用實(shí)際SNR測量來計(jì)算轉(zhuǎn)換器的有效性。一種更加有用的轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)是噪聲頻譜密度(NSD)，單位為dBm/Hz或HznV。NSD可以通過已知的采樣速率、輸入范圍、SNR和輸入阻抗計(jì)算得出(dBm/Hz)。已知這些參數(shù)，便可選擇一款轉(zhuǎn)換器來匹配前端電路的模擬性能，這種選擇ADC的方法比僅僅列出分辨率更有效。 　　許多用戶還會(huì)考慮雜散和諧波性能，這些都與分辨率無關(guān)，但轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)人員一般要調(diào)整
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ADC精度(II)：解釋總不可調(diào)整誤差

  • 　　曾經(jīng)想到過ADC的TUE技術(shù)規(guī)格中的“總”代表什么嗎?他是不是簡單到將ADC數(shù)據(jù)表的所有DC誤差技術(shù)規(guī)格(即偏移電壓，增益誤差，INL)相加，還是要更復(fù)雜一些?事實(shí)上，TUE是總系統(tǒng)誤差相對(duì)于ADC工作輸入范圍的比率?！　「_切地說，TUE是單位為最低有效位 (LSB) 的DC誤差技術(shù)規(guī)格。最低有效位 (LSB) 代表ADC的實(shí)際和理想傳遞函數(shù)之間的最大偏離。這個(gè)技術(shù)規(guī)格假定未執(zhí)行系統(tǒng)級(jí)校準(zhǔn)。在概念上，TUE是ADC運(yùn)行方式中以下非理想類型數(shù)值的組合：　　偏移誤
  • 關(guān)鍵字： ADC  分辨率  

ADC精度(I)：精度與分辨率是一回事嗎？

  • 　　今天的博文詳述了這兩個(gè)概念間的差異。我們將在一系列帖子中深入研究造成ADC不準(zhǔn)確的主要原因?！　DC的分辨率被定義為輸入信號(hào)值的最小變化，這個(gè)最小數(shù)值變化會(huì)改變數(shù)字輸出值的一個(gè)數(shù)值。對(duì)于一個(gè)理想ADC來說，傳遞函數(shù)是一個(gè)步寬等于分辨率的階梯。然而，在具有較高分辨率的系統(tǒng)中(≥16位)，傳輸函數(shù)的響應(yīng)將相對(duì)于理想響應(yīng)有一個(gè)較大的偏離。這是因?yàn)锳DC以及驅(qū)動(dòng)器電路導(dǎo)致的噪聲會(huì)降低ADC的分辨率?！　〈送猓绻鸇C電壓被施加到理想ADC的輸入上并且執(zhí)行多個(gè)轉(zhuǎn)換的話，數(shù)字輸出應(yīng)該始終為同樣的代碼(由圖1中的
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驅(qū)動(dòng) ADC：放大器還是平衡-非平衡變壓器？

  • 　　您有沒有考慮過采用差分放大器來替代 RF/IF 信號(hào)鏈路中的平衡-不平衡變壓器呢?如果沒有，那么您應(yīng)該考慮一下。雖然它們并不適用于所有的應(yīng)用，但是全差分放大器 (FDA) 提供了一些優(yōu)于平衡-不平衡變壓器的長處。這里我們列出一些問題，通過回答這些問題可幫助您確定最適合您的設(shè)計(jì)的是平衡-不平衡變壓器還是 FDA?！　∑胶?不平衡變壓器常用于將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，其可在不增加噪聲的同時(shí)保持優(yōu)良的失真指標(biāo)。用于高速、差分輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC
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SAR ADC輸入類型間的性能比較-II

  • 　　我們繼續(xù)講解與逐次逼近寄存器 (SAR) 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (ADC) 輸入類型有關(guān)的內(nèi)容。在之前的部分中，我研究了輸入注意事項(xiàng)和SAR ADC之間的性能比較。在這篇帖子中，我們將看一看造成SAR ADC內(nèi)總諧波失真 (THD) 的源頭，以及他在不同的輸入類型間有什么不一樣的地方。 　　THD影響 　　讓我們首先看看諧波失真是如何被引入的。本質(zhì)上來說，轉(zhuǎn)換器是一個(gè)非線性系統(tǒng)。如果系統(tǒng)完全線性，輸入“x”將在輸出上以線性的形式表現(xiàn)為“mx+c”。然而，由于采
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SAR ADC輸入類型間的性能比較- I

  • 　　在選擇一個(gè)SAR ADC時(shí)所考慮的某些關(guān)鍵技術(shù)規(guī)格包括分辨率、通道數(shù)量、采樣率、電源范圍、功耗、數(shù)字接口和時(shí)鐘速度。但是諸如信噪比 (SNR) 和總諧波失真 (THD) 的噪聲和AC參數(shù)是怎樣的呢?這些參數(shù)會(huì)影響總體系統(tǒng)性能，并因此影響到SAR輸入類型的選擇。 　　噪聲影響 　　單端輸入：這些SAR只需要一條導(dǎo)線/電纜和一個(gè)單輸入驅(qū)動(dòng)器，如果有的話，連接至電源。需要注意的是，這些ADC測量相對(duì)于SAR自身接地的輸入信號(hào)。雖然這是最簡單的配置，信號(hào)接地和SAR接地之間的誤差將影響準(zhǔn)確度。此外，從電源
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SAR ADC響應(yīng)時(shí)間 vs. 市場營銷: 有趣的類比

  • 　　為了說明他們之間的差異，我們來看看下面的類比： 　　你是一位主要零售公司的市場營銷經(jīng)理。為了大大增加用戶基礎(chǔ)，你所在的這家公司打算啟動(dòng)一個(gè)全新的電子零售業(yè)務(wù)。為了啟動(dòng)這個(gè)業(yè)務(wù)，你確定了電子零售流程的3個(gè)基本步驟： 　　1.理解用戶需求 　　2.確定正確產(chǎn)品 　　3.通過安全、外部的支付途徑來付費(fèi) 　　你監(jiān)督指導(dǎo)兩個(gè)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)A和團(tuán)隊(duì)B，來設(shè)計(jì)電子零售門戶網(wǎng)站。為了保持高質(zhì)服務(wù)并且最大限度地提高利潤，你為兩個(gè)團(tuán)隊(duì)設(shè)定了以下目標(biāo)： 　　1.最大限度地增加每天的用戶訪問量 　　2.用戶滿意度評(píng)
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SAR ADC PCB布局布線：參考路徑

  • 　　在設(shè)計(jì)一個(gè)高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)，勤奮的工程師仔細(xì)選擇一款高精度ADC，以及模擬前端調(diào)節(jié)電路所需的其他組件。在幾個(gè)星期的設(shè)計(jì)工作之后，執(zhí)行仿真并優(yōu)化電路原理圖，為了趕工期，設(shè)計(jì)人員迅速地將電路板布局布線組合在一起。一個(gè)星期之后，第一個(gè)原型電路板被測試。出乎預(yù)料，電路板性能與預(yù)期的不一樣。 　　這種情景在你身上發(fā)生過嗎? 　　最優(yōu)PCB布局布線對(duì)于使ADC達(dá)到預(yù)期的性能十分重要。當(dāng)設(shè)計(jì)包含混合信號(hào)器件的電路時(shí)，你應(yīng)該始終從良好的接地安排入手，并且使用最佳組件放置位置和信號(hào)路由走線將設(shè)計(jì)分為模擬、數(shù)字和
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我始終需要一個(gè)放大器來驅(qū)動(dòng)我的SAR ADC嗎？

  • 　　一個(gè)逐次逼近寄存器 (SAR) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 通常需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)其模擬輸入，以獲得所需的精度效果。但是在較低數(shù)據(jù)吞吐量和較低分辨率應(yīng)用中，你也許不需要驅(qū)動(dòng)器。讓我們來看一看SAR ADC的采樣過程和模擬輸入結(jié)構(gòu)來了解驅(qū)動(dòng)器的要求。 　　SAR ADC的模擬輸入是一個(gè)采樣開關(guān)、一個(gè)電阻器和采樣電容器的組合。圖1顯示針對(duì)一個(gè)SAR ADC的模擬輸入結(jié)構(gòu)。 　　   　　圖1 　　采樣開關(guān)在一定的時(shí)間周期tACQ(采集時(shí)間)內(nèi)關(guān)閉以獲得輸入信號(hào)，并在轉(zhuǎn)換過程期間打開。
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