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1、怎样采用多种单端信号驱动16 位 ADC 关键字： ADC 传感器ADC 驱动器LTC2383-16 LT6350 匹配 传感器 输出和 ADC 输入范围可能很难，尤其是要面对当今传感器所产生的多种输出电压摆幅时。本文为不同变化范围的差分、单端、单极性和双极性信号提供简便但高性能的ADC 输入驱动器解决方案，其中所有电路采用了LTC2383-16 ADC单独工作或与LT6350 ADC 驱动器一起工作来实现92dB SNR 。LTC2383-16是一款低噪声、 低功率、 1Msps 、 16 位 ADC ，具备 2.5V 的全差分输入范围。LT6350是一款轨至轨输入和输出的、低噪声、低功率单
2、端至差分转换器/ADC 驱动器 ，具备快速稳定时间。运用LT6350 ，0V 至 2.5V 、0V 至 5V 和 10V 的单端输入范围可以很容易转换为LTC2383-16的 2.5V 全差分输入范围。全差分驱动图 1 显示了用于本文所述所有电路的基本构件。该基本构件用于至LTC2383-16模拟输入的 DC 耦合全差分信号。电阻器R1、R2 和电容器 C1 将输入带宽限制到大约500kHz 。电阻器 R3 和 R4 减轻 ADC 输入采样尖峰的影响， 该尖峰可能干扰传感器或ADC 驱动器输入。图1：全差分驱动电路这个电路对于具备低阻抗差分输出的传感器很有用。驱动AIN+和 AIN 的共模电压
3、必须等于VREF/2，以满足 LTC2383-16的共模输入范围要求。图 1 中的电路可以是AC 耦合的，以在必要时，使ADC 输入的共模电压与传感器相匹配。只需通过一个1k 电阻器将AIN+和 AIN 偏置到 VCM(VCM=VREF/2) 、 通过一个10F 电容器将传感器输出耦合到AIN+和 AIN 即可，如图2 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图2：AC耦合全差分驱动电路当驱动 LTC2383-16
4、这类低噪声、低失真ADC 时，选择合适的组件对保持高性能是至关重要的。 这些电路中使用的所有电阻器的值都相对较低。这可保持较低的噪声和较短的稳定时间。建议使用金属薄膜电阻器，以减小由自热引起的失真。C1 采用的是NPO 电容器，因为这类电容器的电压系数较低，从而可最大限度地减小失真。单端至差分的转换当然，不是所有传感器的输出都是差分的。以下是一些用单端信号驱动LTC2383-16的方法。0V 至 2.5V 单端输入图 3 所示电路将0V 至 2.5V 单端信号转换为全差分 2.5V 信号。这个电路还具备高阻抗输入，以便能用大多数传感器输出直接驱动该电路。如图2 所示，通过AC 耦合的 VIN，
5、VIN端的共模电压可以与ADC 匹配。第二个放大器的共模电压在LT6350 的+IN2 引脚处设定。图 4 中的 32k 点 FFT 显示运用图3 所示电路时LTC2383-16与 LT6350合起来的性能。所测得的 92dB SNR和-107dB THD与 LTC2383-16的典型数据表规格参数紧密匹配。这表明，在信号通路中插入单端至差分转换器后，即使引起ADC 规格参数劣化，裂化程度也是极小的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - -
6、- - - - - 图3：单端至差分转换器图4：图3电路的FFT AMPLITUDE：幅度0V 至 5V 单端输入如果需要较宽的输入范围，那么可以驱动LT6350 的负输入， 从而允许由LT6350 的第一级衰减输入电压。图5 所示电路将0V 至 5V 单端信号转换为 2.5V 的差分信号，该差分信号驱动 LTC2383-16的输入。这个电路的输入阻抗等于R7。增大 R7 的值会提高输入阻抗，从而使驱动更加容易。这么做的代价是，如果R7 增大到高于4.99k ，那么噪声和失真会略有提高，如表1 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
7、- - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图5：0V至5V单端驱动器表1：0V至5V驱动器的噪声和失真随输入电阻的变化 10V 单端输入有些传感器提供高于和低于地的输出电压。图6 所示电路将 10V 的地参考单端信号转换为 2.5V 差分信号，该差分信号驱动LTC2383-16的输入。输入阻抗仍然由R7 设定。表 2 显示了图 6 电路的噪声和失真随输入阻抗的变化。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图6： 10V单端驱动器表2：采用 10V驱动器时噪声和失真随输入电阻的变化结论LTC2383-16是一款低功率、低噪声、16 位 ADC ，可非常容易地与种类繁多的传感器输出连接，包括范围很宽的单极性、双极性、差分和单端信号。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -
