確保在信號(hào)最大時(shí)利用該 ADC 的整個(gè)滿標(biāo)度范圍

確保在信號(hào)最大時(shí)利用該ADC的整個(gè)滿標(biāo)度范圍凌力爾特具有

>101dB

SNR

的

18

位

SAR

ADC

新系列一定令你振奮吧，誰(shuí)會(huì)不振奮呢?

不過(guò)你的付出得到所希望的回報(bào)了嗎?

為了實(shí)現(xiàn)異常寬的動(dòng)態(tài)范圍，你需要確保在信號(hào)最大時(shí)，利用該

ADC

的整個(gè)滿標(biāo)度范圍。換句話說(shuō)，你需要運(yùn)用所有代碼。怎樣才能做到這一點(diǎn)呢?ADC

信噪比

(SNR)

的定義是，ADC

可以處理的最大信號(hào)與該

ADC

噪聲層之比。為了實(shí)現(xiàn)高達(dá)

102dB

的

SNR，LTC2379

系列規(guī)定了

10Vpp

的差分輸入范圍，這意味著兩個(gè)輸入每一個(gè)都可以在

0V

至

5V

范圍內(nèi)擺動(dòng)。在

ADC

前面會(huì)有一個(gè)放大器。該放大器的作用是充當(dāng)一個(gè)良好的電壓源，以給

ADC

的采樣電容充電。ADC

輸入是放大器輸出，因此，針對(duì)從

0V

至

5V

擺動(dòng)的

ADC

輸入，該放大器的輸出必須在

0V

至

5V

范圍內(nèi)擺動(dòng)。如果有范圍很寬的電源軌可用，那么事情就很容易。例如，也許你已經(jīng)有部分前端靠

±15V

的電源運(yùn)行。在這種情況下，任何靠這種軌運(yùn)行的運(yùn)算放大器，其輸出都可以在

0V

和

5V

之間擺動(dòng)。你可以使用

LT1468

實(shí)現(xiàn)極好的

DC

準(zhǔn)確度和快速穩(wěn)定時(shí)間，或者使用

LT1124

實(shí)現(xiàn)非常低的漂移和低的

1/f

噪聲，還可以使用封裝非常小的

LT6011

實(shí)現(xiàn)微功率運(yùn)算放大器。如果你不喜歡使用

±15V

這種范圍很寬的電源，但仍然想要在

0V

至

5V

的整個(gè)范圍內(nèi)擺動(dòng)，那么你可以?xún)H針對(duì)最后一級(jí)放大器提供特殊的電源軌，例如

-2V

至

+7V。驅(qū)動(dòng)

LTC2379-18

的

LT6350

的參考設(shè)計(jì)準(zhǔn)確地做到了這一點(diǎn)

(參見(jiàn)圖

1)。用

+7V

電源給

5V

基準(zhǔn)供電也很方便。圖

1：通過(guò)用

+7V

至

-2V

的電源給

LT6350

供電，可以為每個(gè)

ADC

輸入從

0V

至

5V

擺動(dòng)提供大量空間。這是

DC1783A

演示電路板上演示的缺省參考設(shè)計(jì)。不過(guò)，如果你想用單一

5V

電源軌給放大器供電，會(huì)發(fā)生什么情況呢?

你也許認(rèn)為，利用軌至軌運(yùn)算放大器，剛好有足夠的空間以擺動(dòng)在

0V

至

5V，但實(shí)際上你是做不到的。軌至軌輸出級(jí)并非是真正軌至軌的。這種輸出級(jí)充其量也只能達(dá)到與每個(gè)軌相差約

10mV

的電壓，而且這還是在硬限幅的情況下實(shí)現(xiàn)的，有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致較慢的飽和恢復(fù)時(shí)間。如果需要良好的線性度

(低失真)，那么輸出電壓通常應(yīng)該與每個(gè)軌相距至少數(shù)百毫伏。例如，新的低功率差分運(yùn)放

LTC6362

(參見(jiàn)圖

2)

用單一

5V

電源工作。其輸出可以擺動(dòng)至與任一電源軌相差約

100mV

的范圍，該器件在與任一軌相差

250mV

以?xún)?nèi)時(shí)，保持

>110dB

的線性度。如果你設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，讓感興趣的最大信號(hào)不超過(guò)這個(gè)范圍，那么就運(yùn)用了至少

90%

的

ADC

代碼，這意味著，你實(shí)現(xiàn)了與所申明的動(dòng)態(tài)范圍相差

1dB

的范圍。在很多情況下，這就是最好的解決方案了。實(shí)際上，這會(huì)讓人安心，因?yàn)槟阒婪糯笃鞅ＷC不會(huì)超過(guò)

(或惡化、損害)

ADC

的輸入范圍。這自然而然起到了保護(hù)作用。圖

2：即使每個(gè)輸出擺動(dòng)至與最接近的軌相差

250mV

以?xún)?nèi)時(shí)，LTC6362

差分運(yùn)算放大器仍然保持

>110dB

的線性度。這給以缺省模式運(yùn)行的

LTC2397-18

ADC

提供了

-1dBFS

的