ADC

<strong>作者：Walt Kester </strong>

<strong>简介</strong>

早在上世纪60、70年代，商用ash转换器就开始出现在仪器仪表和模块中，并在80年代期间快速进军集成电路。单芯片8位ash ADC成为上世纪80年代数字视频应用的行业标准。如今，ash转换器主要用作分级“流水线式”ADC中的构建模块。流水线架构的功耗和成本更低，并且能够以数百MHz的采样速率实现8至10位分辨率。因此，功耗较高的独立ash转换器主要用于采样速率超过1 GHz的6位或8位ADC。这些转换器通常采用砷化镓工艺设计。

鉴于其作为高分辨率流水线ADC中构建模式的重要性，还需要了解基础ash转换的基本原理。本教程首先概括讨论作为ash转换器基本构建模块的比较器。

<strong>简介</strong>

最大程度降低开关调节器的输出纹波和瞬变十分重要，尤其是为高分辨率ADC之类噪声敏感型器件供电时，输出纹波在ADC输出频谱上将表现为独特的杂散。为避免降低信噪比(SNR)和无杂散动态范围(SFDR)性能，开关调节器通常以低压差调节器(LDO)代替，牺牲开关调节器的高效率，换取更干净的LDO输出。了解这些伪像可让设计人员成功将开关调节器集成到更多的高性能、噪声敏感型应用中。

本文介绍测量开关调节器中的输出纹波和开关瞬变的有效方法。对这些参数的测量要求非常仔细，因为糟糕的设置可能会导致读数错误，示波器探针信号和接地引线形成的环路会导致产生寄生电感。这样会增加与快速开关瞬变有关的瞬变幅度，因此必须保持较短的连接、有效的方法以及宽带宽性能。此处，采用ADP2114双通道2 A/单通道4 A同步降压DC-DC转换器，演示测量输出纹波和开关噪声的方法。这款降压调节器具有高效率，开关频率最高可达2 MHz。

<strong>输出纹波和开关瞬变</strong>

<strong>作者 ：Walt Kester</strong>

<strong>简介</strong>

教程 MT-022 已论述了 Σ-Δ 型 ADC 的基本原理。本教程将介绍一些更高级的概念，包括空闲音、多位 Σ-Δ、MASH、带通 Σ-Δ，并提出一些示例应用。

<strong>空闲音考量</strong>

到目前为止，我们对 Σ-Δ 型 ADC 的讨论均假设 Σ-Δ 调制器（参见图 1）所产生的量化噪声是随机的，并且与输入信号是不相关的。遗憾的是，事实并非完全如此，特别是对于一阶调制器。考虑这样一种情况 ：在一个 4 位 Σ-Δ 型 ADC 中，对调制器输出的 16 个样本求平均值。

时间交错技术可使用多个相同的 ADC（文中虽然仅讨论了 ADC，但所有原理同样适用于 DAC 的时间交错特性），并以比每一个单独数据转换器工作采样速率更高的速率来处理常规采样数据序列。简单说来，时间交错（IL）由时间多路复用 M 个相同的 ADC 并联阵列组成。

动态针分割线如图 1 所示。这样可以得到更高的净采样速率 fs（采样周期 Ts = 1/fs），哪怕阵列中的每一个 ADC 实际上以较低的速率进行采样（和转换），即 fs/M。因此，举例而言，通过交错四个 10 位/100 MSPS ADC，理论上可以实现 10 位/400 MSPS ADC。

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<strong>Mark Thoren - 科学专家 - 混合信号</strong>

LTC2500-32 是针对自动化测试设备、控制环路、地震学和高精度数据采集等高带宽、精准型应用的一种新型和实现方法。SAR 内核的模拟性能是首屈一指的，线性度为保证的 2ppm 最大值。偏移漂移为 7ppb/°C，增益偏移为 50ppb，信噪比在 1Msps 时为 104dB。此类应用传统上一直采用的是 ΔΣ ADC，但是 LTC2500 的通用性要强得多。与 ΔΣ ADC 不同，数字滤波器的选择是任意的，而且 LTC2500-32 提供了 78 种滤波器选项以适合多种应用。滤波输出在 61sps 实现了高达 148dB 的动态范围。另外，LTC2500 还同时提供了无延迟数据和滤波数据，并使两者在时间和模拟准确度方面均完美地匹配。

<strong>Andrew Thomas - 设计工程师</strong>

许多采用一个精准模数转换器进行信号数字化处理的系统都需要在信号源和 ADC 之间布设某种信号调理电路。除了它的其他功能之外，该电路还必须准确地驱动 ADC 的输入。由于同时需要高性能和高速度以处理 ADC 输入电流，因而会提出一项实质性的额外设计挑战。

为了简化和改善这些系统，LTC2358 8 通道 ADC 在 LTC2348 所拥有的性能和灵活性的基础上增加了 FET 输入模拟缓冲器。这些缓冲器使得能够围绕信号的需求 (而不是 ADC 的需要) 来设计信号调理。纯电容性的 pA 级输入可直接连接至多种精细的低电流传感器，并简化模拟抗混叠滤波器及其他功能电路的设计。

<strong>摘要</strong>

模拟带宽的重要性高于其他一切在越来越多的应用中得到体现。随着GSPS或RF ADC的出现，奈奎斯特域在短短几年内增长了10倍，达到多GHz范围。这帮助上述应用进一步拓宽了视野，但为了达到X波段（12 GHz频率），仍然需要更多带宽。在信号链中运用采样保持放大器 (THA)，可以从根本上扩展带宽，使其远远超出ADC采样带宽，满足苛刻高带宽的应用的需求。本文将证明，针对RF市场开发的最新转换器前增加一个THA，便可实现超过10 GHz带宽。

<strong>简介</strong>

<strong>Ian Beavers ADI公司</strong>

设计中选择高分辨率ADC时，经常需要了解一些数据手册中通常可能不会公布的特性数据，例如，全部代码范围内的转换器噪声性能。在数据手册中，您不一定能找到这一规格。

幸运的是，现在有一款工具可以分析ADC的这些数据以及其他参数，并从系统角度出发评估转换器的真正性能。

ATE系统制造商LTX-Credence (LTXC)开发了“特征分析”工具集，可分析诸如AD7960之类的转换器产品；这类产品针对高端仪器仪表和ATE设计。该工具集设计用于需要仔细分析传递函数或根据全部代码(而非典型短路输入)范围内或处于其他几个独特的转换器电平时的性能直接测量输出的系统。

选择ADC时，您可能需要整体考虑ADC效率、功耗、尺寸和价格。此外，还应密切注意奈奎斯特带宽内的静态和动态性能。下文介绍的工具集有助于了解数据手册之外的内容，帮助您在新系统设计中选择合适的精密ADC。

文中使用特征分析工具集演示18位PulSAR®ADC AD7960性能。

<strong>AD7960</strong>

作为应用工程师，我们经常遇到各种有关差分输入型高速模数转换器(ADC)的驱动问题。事实上，选择正确的ADC驱动器和配置极具挑 战性。为了使鲁棒性ADC电路设计多少容易些，我们汇编了一套通用"路障"及解决方案。本文假设实际驱动ADC的电路—也被称为ADC 驱动器或差分放大器 — 能够处理高速信号。

引言

大多数现代高性能ADC使用差分输入抑制共模噪声和干扰。由于采用了平衡的信号处理方式，这种方法能将动态范围提高2倍，进而改善系统总体性能。虽然差分 输入型 ADC也能接受单端输入信号，但只有在输入差分信号时才能获得最佳ADC性能。ADC驱动器专门设计用于提供这种差分信号的电路—可以完成许多重要的功能，包括 幅度调整、单端到差分转换、缓冲、共模偏置调整和滤波等。自从推出 AD8138,1 以后，差分ADC驱动器已经成为数据采集系统中不可或缺的信号调理元件。