ADC滤波电路设计
设的场景:你有一个ADC,但是有一些伪噪声信号本身问题由于一些问题,由于稳定的参考,或由于内部操作ADC的过剩电荷的存在。在所有这些情况下,可能需要ADC滤波电路,以确保高度精确的信号采集。ADC设计滤波器电路很简单从信号的角度来看,但应该小心当过滤的引用或输入费用补偿。
在本文中,我们将研究设计步骤构建ADC滤波器电路目标噪声三个方面。不同类型的ADC滤波器电路应该被应用在不同的情况下,并不是所有ADC将需要包括所有可能的过滤电路正常运转。注意这些点
类型的ADC过滤器
电路设计的三个主要领域可能需要降低ADC噪声有:
- 过滤的参考电压
- 滤波信号
- 电荷补偿在ADC输入
参考电压滤波
所有adc精度需要一个参考电压源,将被用作比较信号电平,将确定量化的水平。这个精度引用可以有它自己的输出噪声,或参考之间的路由和ADC的VREF销接噪音从其他来源。在这两种情况下,可能需要过滤,以确保低噪声信号采集。
对于一个典型的过滤器ADC参考电压是一个简单的low-ESR电容器(瓷片电容器)。这种电容器的想法是提供赔偿VREF铁路之间的任何潜在的变化和系统的模拟地面销。这很简单,将由ADC VREF销的电容器。一些组件需要电容器为了正常运转;典型的大小是1 - 10佛罗里达大学或更高。
例子电容器选择ADC模拟和数字电压rails。
电荷补偿
这种技术是为了弥补ADC输入时的瞬态响应采集与转换之间的ADC转换模式。ADC输入插口有一些电容(这是固有由于现代集成电路的内部结构),用于测量和数字化的输入信号。
当内部时钟引起开关从收购到转换,这个电压内部电容测量和量化。这个电容可以瞬间放电,产生什么似乎是一个量化误差。这通常是没有注意到低分辨率,但在高分辨率,它可以创建一个错误。
解决方案是将一个RC电路的输入ADC。应该设计一个简单RC滤波器,其放电时间小于收购(快速达到接近下一个转换阶段之前VREF),但这样的放电时间是足够长的时间来限制噪声带宽:
电荷补偿滤波器设计ADC输入。
我们不能限制噪声带宽为零,因为这将导致滤波器时间常数违反收购。典型的策略是最大化滤波电容器对于一个给定的电阻的值。到更低信号带宽,电阻可能进一步限制噪音的规模增长。
滤波电路
这些电路通常设计除了规模放大电路输入信号到所需的值,本文中讨论。这里的想法是一样在上述情况下的补偿;限制带宽,这样高频率噪音来源切断从ADC输入。然而,确保你的放大电路和滤波电路设计在一起,确保低噪音没有被加载了ADC输入任何费用补偿。
在更高的频率会发生什么呢?
系统需要运行在更高的频率可能仍有一些类型的过滤或电荷补偿前端的ADC。事实上,一些soc要求模拟数字转换将包括的ADC芯片,所以你不需要使用任何外部组件ADC,你最有可能不需要设计一个过滤器/电荷补偿自己从离散的组件。有几个原因,这可能是集成到半导体死而不是分立器件放置:
- 方便设计人员,所以他们可以使用现成的组件
- 滤波器电路可能是复杂的,可能存在设计错误
- 组件在滤波器电路可能是理想的,如果使用错误的组件
- 在非常高的频率,信号滤波电路中可以表现出传播效果
- 这些输入通常会阻抗匹配,防止反射
在高频范围内最先进的应用程序操作,更加关注信号的布局和路由组件,而不是设计一个滤波器。提供一个适当的设计分层盘旋飞行接地策略ADC将解决大部分的简单的噪音问题,可能一个混合信号系统和协助精密信号测量的第一步。
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