引言

　　我們都知道影響數(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(yīng)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(yùn)算放大器來驅(qū)動ADC，以降低整個系統(tǒng)的成本和尺寸,。

　　1 AD7329功能

　　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(shè)計靈活,，配置后可滿足各種應(yīng)用需求,。如圖1所示，AD7329包含八通道多路復(fù)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(zhǔn)電壓源,，以及SPI兼容接口,。

　　圖1. AD7329功能框圖

　　2 模擬輸入通道

　　模擬輸入通道通過多路復(fù)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(dāng)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(yīng)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(jìn)行隔離。

圖2. AD7329模擬輸入結(jié)構(gòu)——單端模式

　　3 輸入結(jié)構(gòu)的隔離

　　AD7329的靈活設(shè)計使運(yùn)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(yùn)算放大器將輸入源和AD7329的輸入結(jié)構(gòu)進(jìn)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(yùn)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

　　4 運(yùn)算放大器的配置

　　如圖4所示,，運(yùn)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(jìn)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(yīng)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(dāng)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(yīng)用,。

　　表1. 交流性能與增益的關(guān)系

　　5 結(jié)語

　　有些應(yīng)用需要改變增益，以適應(yīng)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(yùn)算放大器,。