此外，還必須增加偏置信號(hào)或生成全差分信號(hào)，以覆蓋ADC的輸入電壓范圍并滿(mǎn)足其共模電壓要求，在此過(guò)程中不得改變?cè)夹盘?hào)。可編程增益儀表放大器(PGIA)通常用作輸入驅(qū)動(dòng)器。在本文中，我們提出了一種輸入驅(qū)動(dòng)器和ADC的組合，通過(guò)這種組合可以實(shí)現(xiàn)非常精確的轉(zhuǎn)換結(jié)果，從而構(gòu)建高質(zhì)量的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

 

例如， LTC6373就是一款適用于高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的PGIA。除了全差分輸出，它還具有高直流精度、低噪聲、低失真（見(jiàn)圖2）以及4 MHz的高帶寬，增益為1/4~16。ADC可以通過(guò)它直接驅(qū)動(dòng)，因此適合許多信號(hào)調(diào)理應(yīng)用。

 

圖1中的電路顯示了使用LTC6373來(lái)驅(qū)動(dòng)精密ADC的示例，ADC是具有1.8 MSPS的20位分辨率的 AD4020。

 

圖1. 驅(qū)動(dòng)精密ADC的電路示例。

 

在該電路中，LTC6373在輸入端和輸出端直流耦合，因而不需要使用變壓器來(lái)驅(qū)動(dòng)ADC。增益可通過(guò)引腳A2/A1/A0在0.25 V/V至16 V/V之間進(jìn)行設(shè)置。在圖1中，LTC6373采用差分輸入至差分輸出配置和±15 V對(duì)稱(chēng)電源電壓。或者，輸入也可以是單端輸入，而輸出仍然是差分輸出。

 

在圖1中，輸出共模電壓通過(guò)V _OCM 引腳設(shè)置為V _REF /2。這樣就可實(shí)現(xiàn)LTC6373的輸出電平轉(zhuǎn)換。LTC6373的每個(gè)輸出在0 V至V _REF 之間變化，因此在ADC輸入端有一個(gè)2× V _REF 幅度的差分信號(hào)。LTC6373的輸出端和ADC輸入端之間的RC網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)單極點(diǎn)低通濾波器，它可降低在ADC輸入端切換電容時(shí)產(chǎn)生的電流毛刺。同時(shí)，低通濾波器限制了寬帶噪聲。

 

圖2顯示LTC6373的信噪比(SNR)和總諧波失真(THD)，其在整個(gè)輸入電壓范圍(10 V p-p)內(nèi)驅(qū)動(dòng)AD4020 SAR ADC（高阻態(tài)模式）。在吞吐量為1.8 MSPS，濾波器電阻(R _FILTER )為442 Ω時(shí)可獲得比較滿(mǎn)意的效果。在1 MSPS或0.6 MSPS時(shí)，制造商建議R _FILTER 為887 Ω。

 

圖2. 使用LTC6373驅(qū)動(dòng)AD4020的SNR（左）和THD（右）性能。

 

LTC6373可驅(qū)動(dòng)大多數(shù)具有差分輸入的SAR ADC，不需要另外增加ADC驅(qū)動(dòng)器。但是，在某些應(yīng)用中，在LTC6373和精密ADC之間可以使用單獨(dú)的ADC驅(qū)動(dòng)器來(lái)進(jìn)一步提高信號(hào)鏈的線(xiàn)性度。

 

結(jié)論

 

圖1中所示的電路針對(duì)快速、高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。因此，LTC6373的出色特性有助于對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理。借助在線(xiàn)工具ADI Precision Studio，特別是其中包含的ADC驅(qū)動(dòng)器工具，ADI公司可以為此類(lèi)放大級(jí)、濾波器和線(xiàn)性電路設(shè)計(jì)提供更多支持。欲了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn) tools.analog.com/en/precisionstudio。

 

 

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