位置:51电子网 » 技术资料 » IC/元器件

最佳缓冲器-ADC组合

发布时间:2007/8/29 0:00:00 访问次数:880

为使ADC配备最佳的驱动放大器(缓冲器),设计人员必须考虑阻抗匹配、电荷注入、噪声降低和输出精度等问题。ADC制造商常常为某个转换器推荐一种特定的放大器,但实用的组合应该与目标系统的要求相适应。必须考虑系统的整体性能,还有ADC的输入结构及其对缓冲器的影响。

面对A/D转换器的发展(包括不断提高的速度和分辨率,开关电容输入结构和单电源工作等),设计人员必须仔细考虑相关的驱动放大器(缓冲器)。缓冲器必须为驱动ADC输入提供一个低的信号源阻抗和足够的输出电流,而且缓冲器的高频输出阻抗必须足够的低,以避免带来转换误差。对于许多采样ADC,缓冲器还要对微弱信号进行放大。

噪声影响

理想情况下,运放信号源应该对ADC没有误差贡献。为避免额外的噪声引入系统,信号源的SNR(信噪比)最低应优于ADC的理论上限。幸运的是,几乎所有的新一代运放的噪声性能均远优于12位,而且不难找到扰于16位噪声性能的运放。应当注意是,放大器和ADC产生的噪声功率是相加的。

图1示出16位逐次逼近型ADC(MAX 195)和输入驱动放大器(MAX 4256)之间的低噪声、低失真接口电路。对于此电路,可用数据手册提供的数据计算缓冲器贡献的总RMS(均方根)噪声:

输入电压噪声密度:

    输入电流噪声密度:

    由于一个单极点滤波器的有效噪声带宽是其-3dB转角频率的1.57倍,MAX4256的噪声带宽是GBW/1.57Av。在IC中除电压和电流噪声外,电路中的每个电阻都贡献一个噪声电压。这样,总等效输入噪声是:

    即总噪声等于:

    为简化计算,请记住1KΩ电阻在1Hz带宽内所产生的噪声是4nVRMS。这样,上式可简化为:

    式中:

Req(BW)表示在某一特定带宽内的等效电阻。

假定这个典型音频应用的带宽为20KHz、MAX195的采样速率为85Ksps,则得到:

    应当注意,MAX4256的输入电流噪声0.5fA/(根号Hz)相比之下可以忽略。则在信号带这内运放电路的总噪声为:

    为了确定ADC一运放给合的总噪声功率,首先把ADC的信噪比加失真(SINAD)值从分贝数转换为电压值,然后计算出它们平方和的平方根,再将结果转换为分贝数。本例中,采用MAX195的SINAD最低保证值89dB。转换为电压(44.7μV)合

为使ADC配备最佳的驱动放大器(缓冲器),设计人员必须考虑阻抗匹配、电荷注入、噪声降低和输出精度等问题。ADC制造商常常为某个转换器推荐一种特定的放大器,但实用的组合应该与目标系统的要求相适应。必须考虑系统的整体性能,还有ADC的输入结构及其对缓冲器的影响。

面对A/D转换器的发展(包括不断提高的速度和分辨率,开关电容输入结构和单电源工作等),设计人员必须仔细考虑相关的驱动放大器(缓冲器)。缓冲器必须为驱动ADC输入提供一个低的信号源阻抗和足够的输出电流,而且缓冲器的高频输出阻抗必须足够的低,以避免带来转换误差。对于许多采样ADC,缓冲器还要对微弱信号进行放大。

噪声影响

理想情况下,运放信号源应该对ADC没有误差贡献。为避免额外的噪声引入系统,信号源的SNR(信噪比)最低应优于ADC的理论上限。幸运的是,几乎所有的新一代运放的噪声性能均远优于12位,而且不难找到扰于16位噪声性能的运放。应当注意是,放大器和ADC产生的噪声功率是相加的。

图1示出16位逐次逼近型ADC(MAX 195)和输入驱动放大器(MAX 4256)之间的低噪声、低失真接口电路。对于此电路,可用数据手册提供的数据计算缓冲器贡献的总RMS(均方根)噪声:

输入电压噪声密度:

    输入电流噪声密度:

    由于一个单极点滤波器的有效噪声带宽是其-3dB转角频率的1.57倍,MAX4256的噪声带宽是GBW/1.57Av。在IC中除电压和电流噪声外,电路中的每个电阻都贡献一个噪声电压。这样,总等效输入噪声是:

    即总噪声等于:

    为简化计算,请记住1KΩ电阻在1Hz带宽内所产生的噪声是4nVRMS。这样,上式可简化为:

    式中:

Req(BW)表示在某一特定带宽内的等效电阻。

假定这个典型音频应用的带宽为20KHz、MAX195的采样速率为85Ksps,则得到:

    应当注意,MAX4256的输入电流噪声0.5fA/(根号Hz)相比之下可以忽略。则在信号带这内运放电路的总噪声为:

    为了确定ADC一运放给合的总噪声功率,首先把ADC的信噪比加失真(SINAD)值从分贝数转换为电压值,然后计算出它们平方和的平方根,再将结果转换为分贝数。本例中,采用MAX195的SINAD最低保证值89dB。转换为电压(44.7μV)合

相关IC型号

热门点击

 

推荐技术资料

单片机版光立方的制作
    N视频: http://v.youku.comN_sh... [详细]
版权所有:51dzw.COM
深圳服务热线:13751165337  13692101218
粤ICP备09112631号-6(miitbeian.gov.cn)
公网安备44030402000607
深圳市碧威特网络技术有限公司
付款方式


 复制成功!