ADC

了解ADI最新的精密SAR ADC AD400x系列，它结合了简单易用的功能和行业领先的高精度性能、低功耗和小尺寸，用于解决系统级的技术挑战。

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本应用笔记介绍ADSP-CM408F模数转换器控制器(ADCC)模块的主要特性，重点讨论该产品在高性能电机控制应用的电流反馈系统中的相关性与可用性。

本应用笔记的目的是为了强调模数转换器(DAC)模块的关键功能，并提供针对电机控制应用的配置指南。本文提供演示ADI ADCC驱动器的代码示例。

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<strong>作者：Ian Beavers | Electronic Design</strong>

在为高性能系统选择宽带模数转换器(ADC)时，需要考虑多种模拟输入参数，比如，ADC分辨率、采样速率、信噪比(SNR)、有效位数(ENOB)、输入带宽、无杂散动态范围(SFDR)以及微分或积分非线性度等。

对于GSPS ADC，最重要的一个交流性能参数可能就是SFDR。简单而言，该参数规定了ADC以及系统从其他噪声或者任何其他杂散频率中解读载波信号的能力。

为了实现GSPS ADC中所使用的转换速率，可以采用以高采样速率捕获信号的多种架构。然而，使用其中一些架构时需要以牺牲全带宽SFDR性能为代价。

为了认识转换器SFDR对系统的影响，我们就设计工程师针对SFDR参数细节提出的一些常见问题进行了回答，同时对该参数在转换器数据手册中的描述方式、对ADC性能起着限制或促进作用的各种架构以及对SFDR性能形成限制的系统设计因素进行了说明。

<strong>简介</strong>

最高 18 位分辨率、10 MSPS 采样速率的逐次逼近型模数转换 器(ADC)可以满足许多数据采集应用的需求，包括便携式、工 业、医疗和通信应用。本文介绍如何初始化逐次逼近型 ADC 以实现有效转换。

逐次逼近型架构

逐次逼近型ADC由4个主要子电路构成：采样保持放大器(SHA)、 模拟比较器、参考数模转换器(DAC)和逐次逼近型寄存器(SAR)。 由于 SAR 控制着转换器的运行，因此，逐次逼近型转换器一般 称为SAR ADC。

<center><img src="http://adi.eetrend.com/files/2017-07/wen_zhang_/100007242-23208-pingmuk…; alt="基本 SAR ADC 架构"></center>

<strong>Chau Tran ADI公司</strong>

许多应用都需要利用增益模块来放大弱信号或衰减大信号，使之与ADC的满量程输入范围匹配。遗憾的是，采用分立放大器和外部电阻的典型增益模块有很多缺点，例如低精度和漂移限制等。举例来说，采用标准1%、100 ppm/°C增益电阻时，初始增益误差可能达到2%，温漂可能达到200 ppm/°C。一般而言，人们可以使用精密电阻来实现精密增益设置，但这种电阻很昂贵，而且要占用宝贵的PCB空间。另外，每个电阻的温漂情况不同，故增益也可能随着温度而变化。因此，人们需要一种单芯片放大器，它能放大或衰减信号，但性能不会有任何降低。

图1和图2所示IC框图配置是性能更高、成本更低、尺寸更小的解决方案。就此功能而言，这种集成产品是尺寸最小的，电路无需其他外部元件。

<strong>作者：Mary McCarthy and Aine McCarthy</strong>

有多种类型的温度传感器可以用于温度测量系统。具体使用何种温度传感器，取决于所测量的温度范围和所需的精度。温度测量系统的精度取决于传感器以及传感器所接口的模数转换器(ADC)的性能。许多情况下，来自传感器的信号幅度非常小，因而需要高分辨率ADC。Σ-Δ型ADC属于高分辨率器件，适合这些系统。其片内还嵌入了温度测量系统所需的其它电路，如激励电流和基准电压缓冲器等。本文介绍常用的3线和4线电阻温度检测器(RTD)，以及传感器与ADC接口所需的电路，并说明对ADC的性能要求。

<strong>RTD</strong>

RTD适合测量–200°C至+800°C的温度，在该温度范围内，这些器件的响应接近线性。RTD使用的典型元素有镍、铜和铂，100 Ω和1000 Ω铂制RTD最为常见。RTD有2线、3线或4线形式，其中3线和4线形式最为常用。RTD是无源传感器，需要一个激励电流来产生输出电压。RTD的输出电平从数十毫伏到数百毫伏不等，取决于所选的RTD。

<strong>3线RTD接口和构建模块</strong>

<strong>作者：Ian Beavers | Electronic Design</strong>

在为高性能系统选择宽带模数转换器(ADC)时，需要考虑多种模拟输入参数，比如，ADC分辨率、采样速率、信噪比(SNR)、有效位数(ENOB)、输入带宽、无杂散动态范围(SFDR)以及微分或积分非线性度等。

对于GSPS ADC，最重要的一个交流性能参数可能就是SFDR。简单而言，该参数规定了ADC以及系统从其他噪声或者任何其他杂散频率中解读载波信号的能力。为了实现GSPS ADC中所使用的转换速率，可以采用以高采样速率捕获信号的多种架构。然而，使用其中一些架构时需要以牺牲全带宽SFDR性能为代价。

为了认识转换器SFDR对系统的影响，我们就设计工程师针对SFDR参数细节提出的一些常见问题进行了回答，同时对该参数在转换器数据手册中的描述方式、对ADC性能起着限制或促进作用的各种架构以及对SFDR性能形成限制的系统设计因素进行了说明。

<strong>简介</strong>

任何高性能模数转换器(ADC)，尤其是射频采样ADC，输入或前端的设计对于实现所需的系统级性能而言很关键。很多情况下，射频采样ADC可以对几百MHz的信号带宽进行数字量化。前端可以是有源（使用放大器）也可以是无源（使用变压器或巴伦），具体取决于系统要求。无论哪种情况，都必须谨慎选择元器件，以便实现在目标频段的最优ADC性能。

射频采样ADC采用深亚微米CMOS工艺技术制造，并且半导体器件的物理特性表明较小的晶体管尺寸支持的最大电压也较低。因此，在数据手册中规定的出于可靠性原因而不应超出的绝对最大电压，将当前主流的射频采样ADC与之前的老器件相比，可以发现这个电压值是变小的。

在使用ADC对输入信号进行数字量化的接收机应用中，系统设计人员必须密切关注绝对最大输入电压。该参数直接影响ADC的使用寿命和可靠性。不可靠的ADC可能导致整个无线电系统无法使用，且更换成本也许非常巨大。

<strong>作者：Steven Xie</strong>

虽然目前的高分辨率SAR ADC和Σ-Δ ADC可提供高分辨率和低噪声，但系统设计师们可能难以实现数据手册上的额定SNR性能。而要达到最佳SFDR，也就是在系统信号链中实现无杂散的干净噪底，可能就更加困难了。杂散信号可能源于ADC周围的不合理电路，也有可能是因恶劣工作环境下出现的外部干扰而导致。

针对高分辨率、精密ADC应用中的杂散问题，本文将介绍几种判断其根本原因的方法，并提出相应的解决方案。这些技术和方法将有助于提高终端系统的EMC能力和可靠性。

本文将针对五种不同的应用情况阐述用于降低杂散的特定设计解决方案：

* 由控制器板上的DC-DC电源辐射而导致的杂散问题。
* 由AC-DC适配器噪声通过外部基准源而导致的杂散问题。
* 由模拟输入电缆而导致的杂散问题。
* 由模拟输入电缆上的耦合干扰而导致的杂散问题。
* 由室内照明设备导致的杂散问题。
* 杂散与SFDR

<strong>作者：Maithil Pachchigar</strong>

<strong>简介</strong>

工业、仪器仪表、光通信和医疗保健行业有越来越多的应用开始使用多通道数据采集系统，导致印刷电路板 (PCB) 密度和热功耗方面的挑战进一步加大。这些应用对高通道密度的需求，推动了高通道数、低功耗、小尺寸集成数据采集解决方案的发展。这些应用还要求精密测量、可靠性、经济性和便携性。系统设计人员在性能、热稳定性和PCB密度之间进行取舍以维持最佳平衡，并且被迫不断寻找创新方式来解决这些挑战，同时要将总物料 (BOM) 成本降低最低。本文重点说明多路复用数据采集系统的设计考虑，并聚焦于通过集成多路复用输入ADC解决方案来应对空间受限应用（如光收发器、可穿戴医疗设备、物联网IoT和其他便携式仪器）的这些技术挑战。本文提出的低功耗解决方案采用集成式多路复用输入4通道/8通道、16位、250 kSPS PulSAR® ADCs AD7682/AD7689，其提供2.39 mm × 2.39 mm小型晶圆级芯片规模封装 (WLCSP)，可节省60%以上的板空间，能够很好地解决高通道密度和电池供电便携式系统的挑战，同时具有灵活的配置和高精度性能。