鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年02月04日
LTC2380-24 ADC采樣精確度分析報告
凌力爾特公司提供的精密ADC提供高水平的性能。為了獲得高性能,必須正確實施許多設計元素,如低噪聲電源和參考,適當的旁路,接地層,快速建立驅動器和低抖動時鐘。即使其中一個元素執行不力也會嚴重影響ADC的性能。
在ADC參考輸入端施加的電壓是一個特別關鍵的因素。通常為了節省金錢或電路板空間,在一個具有多個精密ADC的系統中,工程師將會試圖在系統中共享一個參考,而不會緩沖每個參考輸入。沒有內部參考緩沖器的ADC中的參考引腳通常不是靜態節點。當ADC經歷轉換過程時,REF引腳上會出現一系列毛刺,必須迅速處理以使ADC準確地轉換輸入信號。如果參考電壓是共享的,這些毛刺會干擾相鄰ADC的轉換。即使同一類型的ADC正在同時轉換,也會發生這種情況。本文的目的是為了說明當多個精密ADC共享一個共同參考以說服讀者避免這個捷徑時會發生什么。
圖1.兩個LTC2380-24ADC共享一個通用參考
圖1的電路顯示兩個LTC2380-24ADC以鏈模式連接,并具有一個公共參考。
LTC2380-24是一款低噪聲,低功耗,高速24位逐次逼近型(SAR)ADC,集成了數字平均濾波器。LTC2380-24具有145dB的動態范圍,采樣速率可達2Msps,典型的THD為-117dB。47F參考旁路電容盡可能靠近ADC的REF引腳放置,以盡量提高其效能。數據是通過圖1的電路進行的,并通過去除ADCA和將ADCB的RDL/SDI輸入接地來對電路進行修改。對于一個ADC和兩個ADC情況,時序是相同的,以最小化任何差異改變時間可能會導致。
采樣率
如圖2所示,共享參考電壓會導致THD在最大采樣率下降8dB。采樣速率減慢到125ksps時,差值下降到仍然顯著的4dB。圖3的THD與輸入幅度的比較表明,與單個ADC相比,共享一個參考電壓會導致THD下降10dB以上,輸入幅度從-20dBFS到-9dBFS不等。低于-30dBFS的輸入幅度時,THD性能幾乎相同。性能上最大的區別在于THD與輸入頻率比較圖4.在41kHz的輸入頻率上,有2個ADC共用一個基準,THD性能開始下降。在輸入頻率為50kHz的情況下,兩個共享一個參考電壓的ADC的THD性能在-49dB的差別上,而單個ADC的-104dB。即使在低輸入頻率下,THD的差異總是大于7dB。
圖2.一個ADC和兩個ADC共享一個通用參考的THD與采樣率
圖3.一個ADC和兩個共享一個公共參考的ADC的THD與輸入幅度的關系
圖4.一個ADC和兩個共享一個公共參考的ADC的THD與輸入頻率
所提供的電路和數據旨在演示當多個高性能ADC共享相同的參考而無需每個參考輸入緩沖器時發生的性能損失。通過采樣率,輸入幅度和輸入頻率來證明顯著的THD降級。閱讀完這些信息之后,希望設計精密ADC電路的任何人都能被勸說為每個使用的ADC使用一個單獨的參考電壓,或者使用一個公共參考電壓來緩沖每個ADC參考電壓輸入。
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