适合过程控制应用的完整高速、高共模抑制比适合过程控制应用的完整高速、高共模抑制比(CMRR)(CMRR)精密模拟前端精密模拟前端电路功能与优势工业过程控制系统中的信号电平通常为以下几类之一：单端电流（4～20mA） 、单端差分电压（0～5V、0～10V、±5V、±10V）或者来自热电偶或称重传感器等传感器的小信号输入大共模电压摆幅也非常典型，尤其是小信号差分输入；因此，良好的共模抑制性能是模拟信号处理系统的一项重要特性图 1 所示的模拟前端电路经过优化，可在处理这些类型的工业级信号时提供高精度和高共模抑制比(CMRR) 图 1 适合过程控制应用的高性能模拟前端（原理示意图：未显示所有连接和去耦）该电路会对信号进行电平转换和衰减，从而使信号可以与大多数现代单电源 SAR ADC 的输入范围要求兼容，如高性能、16 位250kSPS PulSAR? ADCAD7685对于 18Vp-p 的输入信号，该电路的共模抑制(CMR)性能约为105dB（100Hz 时）和 80dB（5kHz 时） 高精度、高输入阻抗和高 CMR 由仪表放大器 AD8226 提供对于高精度应用，需要具有高输入阻抗，以便最大程度地减小系统增益误差并实现出色的 CMR。
AD8226 增益可以用电阻在 1 至 1000 范围内进行编程设置若直接在输入端连接阻性电平转换器/衰减器级，会因电阻之间出现失配，导致 CMR 性能下降AD8226 可以提供小信号和大信号输入所需的出色 CMR 性能无需任何外部元件，电平转换器/衰减器/驱动器 AD8275 即可在该电路中执行衰减和电平转换功能由于信号带宽相对较低，Σ-Δ 型 ADC 通常用于高分辨率测量系统，而且 Σ-Δ 架构可以在低更新速率条件下提供出色的噪声性能不过，在越来越多的设计中，尤其是多通道系统，更新速率不断提高，以便更快地更新各通道或增加通道密度这种情况下，高性能 SAR ADC 是不错的替代之选图 1 所示电路采用 250kSPS 16位 ADC AD7685、高性能仪表放大器 AD8226 和衰减器/电平转换器/放大器 AD8275 并配置为完整的系统解决方案，无需任何外部元件电路描述此电路内置一个轨到轨输出仪表放大器 AD8226，并连接到G=0.2 差动放大器 AD8275 的正输入端，该差动放大器的输出端则连接到 16 位、250kSPS、采用 MSOP/QFN 封装的 PulSAR ADC AD7685 的输入端。
AD8226 的增益设置为 1（高电压/电流输入） ，且其输出以地为参考可以使用单端或差分输入AD8226 的输出为双极性信号，用于驱动 AD8275 输入AD8275 用于对该双极性输入进行衰减和电平转换，从而提供 0.2 的增益因此，在其输入端输入 20Vp-p 的差分信号时，输出端将产生 4Vp-p 的单端信号4.5V 精密基准电压源ADR439 用于为 AD8275 提供内部共模偏置电压(VREF/2=2.25V)，以及为 AD7685 ADC 提供外部基准电压在这些条件下，AD8275 的输出摆幅为+0.25～+4.25V，位于 AD7685 的 0～+4.5V 工作范围内ADP1720 用于为 AD8275 和 AD7685 提供 5V 电源之所以选择ADP1720 是因为其具有高输入电压范围（高达 28V） 在此电路中，ADP1720 只需为 AD8275 和 AD7685 提供约 4mA 的电流，因此在最差情况下，28V 输入时调节器的功耗约为 90mW，这使得整个系统可以采用外部±15V 电源供电系统级共模抑制性能初始测试用于在系统级验证至 ADC 的 AD8226 共模抑制性能。
采用的输入测试信号音为10Hz、100Hz、500Hz、1kHz、2kHz、3kHz、4kHz、5kHz，而输入信号为 18Vp-p测试结果如表 1 所示在测试 1 中，AIN+和 AIN?信号短接并连接到交流测试信号音，然后以 FFT 测量结果由于输入端连接在一起，因此 AD8226 应当会抑制交流信号在测试 2 中，信号施加于 AIN+，而 AIN?接地在这些条件下，FFT 测量信号音电平然后，通过计算测试 1 和测试 2 中 FFT 结果之间的差值即可得到共模抑制值表 1 列出了不同频率下获得的 CMR 值必须注意，AD8226 在 5kHz 时的 CMR 额定值为 80dB，因此可在系统级实现 CMR性能无损系统级交流性能此外还要在系统级测试系统的交流精度，此时 AD7685 的工作采样速率为 250 kSPS图 2 所示为 10 kHz、5V p-p 输入时的 FFT 测试结果图中所示的结果如下：?信噪比(SNR)=87.13dBFS?信纳比(SINAD)=85.95dBFS?无杂散动态范围(SFDR)=81.82dBc?总谐波失真(THD)=?78.02dBc表 1 18Vp-p 输入时电路的 CMR 性能 图 2 10kHz 输入信号、满量程以下 14dB、250 kSPS 的 FFT 结果该电路或任何高速电路的性能都高度依赖于适当的 PCB 布局，包括但不限于电源旁路、受控阻抗线路（如需要） 、元件布局、信号布线以及电源层和接地层。
（有关 PCB 布局的详情，请参见 MT-031教程、MT-101 教程和 高速印刷电路板布局实用指南一文 ）有关本电路笔记的完整设计支持包，请参阅 ADI 公司的模数转换器来代替AD7685，从而进一步提高速度/分辨率或性能AD7688 提供真差分输入，以便取得更佳 CMR 性能18 位 ADCAD7982 能够以高达 1MSPS的速度提供更高分辨率，并且还提供全差分漏斗放大器 AD8475 也可接受高电压双极性输入，并提供衰减、电平转换和差分输出，因此非常适合使用差分输入 ADC 的工业应用（参见电路笔记 CN-0180） 电路评估与测试该电路采用系统演示平台(SDP)进行测试SDP 平台包含必要的ADC 驱动器以及至 PC 的 USB 连接从 ADC 采样的数据由 SDP 板通过USB 发送至 PC然后利用 ADC 公司提供的标准 ADC LabVIEW 评估软件工具生成 FFT 曲线图测试设置的功能框图如图 3 所示，而电路板照片如图 4 所示用于收集测试数据的设备? 带 USB 端口的 Windows? XP、Windows Vista?（32 位）或Windows?7（32 位）PC? EVAL-A-INPUT-1AZ 电路评估板? EVAL-SDP-CB1Z、SDP-A 评估板? 评估软件? 电源电压：+5V(200mA)? 电源电压：±15 V、Agilent E3630A 或等同? 信号发生器：Agilent 33120A 或等同产品 图 3 测试设置的功能框图 图 4 与 SDP 板相连的 EVAL-A-INPUT-1AZ 评估板照片设置与测试在 PC 的 CD 驱动器中加载评估软件。
EVAL-A-INPUT-1AZ 电路板上的 120 引脚连接器连接到 EVAL-SDP-CB1Z(SDP)评估板上标有“CON B 的连接器使用尼龙五金配件，通过 120 引脚连接器两端的孔牢牢固定这两片板将信号源连接到EVAL-A-INPUT-1AZ 板的 J1 输入(AIN+)端子运行常规 FFT 测试时，JP1 跳线连接在 J3 端子(IN?)和地之间运行 CMR 测试时，该跳线连接在 J1(AIN+)和 J3(AIN?)之间在断电情况下，将一个+5V 电源连接到 SDP 板使用 USB 电缆将 SDP 板连接到 PC 上的 USB 端口然后，将±15 V 电源连接到 EVAL-A-INPUT-1AZ 电路板启动评估软件，并通过 USB 电缆将 PC 连接到 SDP 板上的微型 USB 连接器一旦 USB 通信建立，就可以使用 SDP 板来发送、接收、捕捉来自 EVAL-A-INPUT-1AZ 板的串行数据巴宝莉男士香水 LED 巷道灯 船型开关 。