【技术专辑】放大,然后转换:Linear Tech的新型高速ADC驱动器

良好的模数转换始于良好的预ADC信号调理。LTC6432-15等专用设备可以帮助您实现这一目标。

 

我认为现在通过简单地将信号直接连接到例如Arduino板上的模拟输入来执行模数转换是相当普遍的。我并不否认这种方法“有效”,因为这种方法通常会产生相当准确的ADC数据。但是,这个方案应该是例外,而不是规则。

 

通常,ADC之前应该有一个电路,使感兴趣的信号与数字化过程和ADC本身的特性更加兼容。

 

也许预ADC信号调理中最基本的元素是反偏置滤波器。这只是一个低通滤波器,可以衰减更高频率的元件,从而最大限度地减少混叠。

 

我们还需要考虑ADC输入和采样电路的特性。我们可能需要缓冲信号以确保驱动电路的输出阻抗远低于ADC的输入阻抗。(实现滤波和缓冲的一种便捷方法是使用基于运算放大器的有源滤波器。)我之前的一篇文章通过涉及集成到EFM8 中的SAR ADC的实际项目来探讨ADC输入阻抗问题微控制器。

 

【技术专辑】放大,然后转换:Linear Tech的新型高速ADC驱动器

表示EFM8模数转换器输入级的电路。

 

当然,对于当今的高性能ADC应用,基本的滤波器加缓冲器方法可能有点过于原始。当您处理高分辨率和高达数百兆赫兹的采样率时,您必须更加小心。

 

专用驱动器

 

凌力尔特公司的LTC6432-15专门用于驱动高分辨率,高速ADC。它具有差分输入和差分输出,因此您必须牢记接口电路和测试设备。差分可能是不方便的,但总的来说,这是一个理想的特征,因为差分信号在噪声和失真方面是有益的。另请注意,该器件需要5 V电源(即4.75-5.25 V); 由于许多组件接受3.3 V或更低的电源电压,因此这种限制措施可以让您措手不及。

 

我不想劝阻你,但在使用LTC6432-15时,你确实需要一些外部元件:

 

【技术专辑】放大,然后转换:Linear Tech的新型高速ADC驱动器

图来自LTC6432-15 数据表。

 

我无法谈论选择这些组件所涉及的实际精神消耗量,但我们希望凌力尔特公司不会给无辜的电路板设计师带来不必要的负担。对我来说,一旦我看到它需要的不仅仅是去耦电容 - 这个部分变成了不受欢迎的人 - 当我注意到外部元件包括电感器时,我立即从我的硬盘驱动器中删除了数据表(只是开玩笑)。

 

(非常)高速

 

当您考虑LTC6432-15提供的性能时,我对外部组件的假装投诉变得特别荒谬。该器件实际上规定工作频率高达1.4 GHz; 例如,如果我们想要设计一个软件定义的无线电,将接收到的RF信号或IF信号数字化而不是基带信号,那么这就是我们可能需要的带宽。

 

低噪声

 

LTC6432-15将这种高频性能与低频性能相结合:它可以保持良好的噪声,线性度和低至100 kHz的增益特性。某些应用肯定会欣赏这种多功能性,这显然可归因于该器件基于硅锗(SiGe)而非其他具有更多粉红噪声的半导体技术的事实。

 

电子电路中的两种标准类型的噪声是白噪声和粉红噪声。白噪声具有恒定的谱密度(即,在所有频带中噪声量或多或少相同)。粉红噪声,也称为1 / f噪声,在频谱密度和频率之间呈现反比关系:随着频率降低,噪声增加。这反映在LTC6432-15差分噪声系数的下图中:

 

【技术专辑】放大,然后转换:Linear Tech的新型高速ADC驱动器

图来自LTC6432-15 数据表。

 

如您所见,该器件针对大约1 MHz至200 MHz的信号进行了优化(至少在噪声方面)。

 

小心你的电容器

 

 LTC6432-15数据表的第12页(PDF)提供了一些有关电容选择的有趣信息。手头的问题是线性问题。

 

您可能知道线性度是高频放大器的重要特性。非线性导致失真,并且失真表现为输出信号中的不期望的谐波分量。凌力尔特公司认为LTC6432-15具有“无与伦比”的线性度,我无法反对。

 

但是,错误的电容会影响LTC6432-15的线性度性能。你可以自己阅读这个部分; 只需说Linear Tech推荐“汽车级X8R”电容器就足够了。这是一个很好的信息,因为我,通常使用X7R,并且在我的生活中从未考虑过使用X8R。

  • 【技术专辑】放大,然后转换:Linear Tech的新型高速ADC驱动器已关闭评论
    A+
发布日期:2019年03月04日  所属分类:参考设计