影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要因素包括:速度、精度,、功耗,、封裝尺寸及器件成本,對于不同的應用,,最關(guān)鍵的因素也不同,。本文描述了在八通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,如何使用單個運算放大器來驅(qū)動ADC,,以降低整個系統(tǒng)的成本和尺寸,。
AD7329八通道、12位帶符號位,、1 MSPS ADC具有真雙極性輸入,,以及四個可獨立編程的軟件選擇輸入范圍:±4×VREF,、±2×VREF、±VREF與0至4×VREF,。這款器件設計靈活,,配置后可滿足各種應用需求。如圖1所示,,AD7329包含八通道多路復用器,,其后是跟蹤保持與逐次逼近型ADC、通道序列器,、2.5V基準電壓源,,以及SPI兼容接口。
圖1:AD7329功能框圖,。
模擬輸入通道通過多路復用器連接到MUXOUT+與MUXOUT–引腳,。ADCIN+與ADCIN–引腳連接至跟蹤保持輸入開關(guān)(R1)與采樣電容(C2),如圖2所示,。需要注意的是,,輸入源必須提供驅(qū)動ADC輸入所需的電流,在ADC的300 ns采集時間內(nèi)建立到所需精度,。當跟蹤保持開關(guān)從保持切換到跟蹤時,,ADC的瞬態(tài)回彈可能會影響輸入源。工作在最大采樣速率下的應用可能需要一個輸入緩沖放大器來驅(qū)動ADC,,將輸入源和跟蹤保持開關(guān)進行隔離,。
圖2:AD7329模擬輸入結(jié)構(gòu)——單端模式。
AD7329的靈活設計使運算放大器可以放置在MUXOUT+與ADCIN+引腳之間,。在圖3中,,AD797超低噪聲、超低失真運算放大器將輸入源和AD7329的輸入結(jié)構(gòu)進行隔離,,增加了輸入阻抗,,并減少了驅(qū)動ADC所需的電流。這一配置還允許使用單個運算放大器來驅(qū)動最大采樣頻率下的八個模擬輸入通道,,從而減少器件數(shù)量,、節(jié)省電路板面積,并降低系統(tǒng)成本,。
圖3:MUXOUT和ADCIN之間的緩沖器增加了輸入阻抗,。
影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要因素包括:速度、精度,、功耗,、封裝尺寸及器件成本,對于不同的應用,最關(guān)鍵的因素也不同,。本文描述了在八通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,,如何使用單個運算放大器來驅(qū)動ADC,以降低整個系統(tǒng)的成本和尺寸,。
AD7329八通道,、12位帶符號位、1 MSPS ADC具有真雙極性輸入,,以及四個可獨立編程的軟件選擇輸入范圍:±4×VREF、±2×VREF,、±VREF與0至4×VREF,。這款器件設計靈活,配置后可滿足各種應用需求,。如圖1所示,,AD7329包含八通道多路復用器,其后是跟蹤保持與逐次逼近型ADC,、通道序列器,、2.5V基準電壓源,以及SPI兼容接口,。
圖1:AD7329功能框圖,。
模擬輸入通道通過多路復用器連接到MUXOUT+與MUXOUT–引腳。ADCIN+與ADCIN–引腳連接至跟蹤保持輸入開關(guān)(R1)與采樣電容(C2),,如圖2所示,。需要注意的是,輸入源必須提供驅(qū)動ADC輸入所需的電流,,在ADC的300 ns采集時間內(nèi)建立到所需精度,。當跟蹤保持開關(guān)從保持切換到跟蹤時,ADC的瞬態(tài)回彈可能會影響輸入源,。工作在最大采樣速率下的應用可能需要一個輸入緩沖放大器來驅(qū)動ADC,,將輸入源和跟蹤保持開關(guān)進行隔離。
圖2:AD7329模擬輸入結(jié)構(gòu)——單端模式,。
AD7329的靈活設計使運算放大器可以放置在MUXOUT+與ADCIN+引腳之間,。在圖3中,AD797超低噪聲,、超低失真運算放大器將輸入源和AD7329的輸入結(jié)構(gòu)進行隔離,,增加了輸入阻抗,并減少了驅(qū)動ADC所需的電流,。這一配置還允許使用單個運算放大器來驅(qū)動最大采樣頻率下的八個模擬輸入通道,,從而減少器件數(shù)量、節(jié)省電路板面積,并降低系統(tǒng)成本,。
圖3:MUXOUT和ADCIN之間的緩沖器增加了輸入阻抗,。
如圖4所示,運算放大器配置為用于放大,,使AD7329可支持毫伏范圍內(nèi)的信號,,同時維持高性能。小信號通過AD797進行放大,,并施加到ADCIN+引腳,。為了實現(xiàn)最佳性能,增益的選擇應使?jié)M量程輸入信號能夠使用ADC的完整動態(tài)范圍,。
圖4:MUXOUT與ADCIN之間的增益級易于實現(xiàn)毫伏輸入,。
表1所示的是,在10 kHz輸入及1 MSPS采樣速率下,,±10 V范圍內(nèi)獲得的性能與增益之間的關(guān)系,。需要注意的是,當增益等于1000時,,轉(zhuǎn)換器仍然能獲得大于11的有效位數(shù)(ENOB),,從而實現(xiàn)等效于21位ADC的動態(tài)范圍。另外,,圖3中的配置所提供的所有優(yōu)勢同樣適合這一應用,。
表1:交流性能與增益的關(guān)系。
有些應用需要改變增益,,以適應具有不同信號幅度的輸入通道,。在這些情況下,可使用AD8250,、AD8251或AD8253等可編程增益儀表放大器(PGIA)來替代運算放大器,。