【導(dǎo)讀】對(duì)很多 ADC 應(yīng)用而言，在緩沖器輸入端放置一 個(gè)簡(jiǎn)單的 RC 濾波器就可提供充分的抗混疊濾波。 就需要更高階濾波器的應(yīng)用而言，常常使用有源濾波器。這種濾波器中的有源組件必須有足夠的帶寬、 能夠快速穩(wěn)定、具低噪聲和低失調(diào)，以在信號(hào)到達(dá) ADC 之前不使信號(hào)產(chǎn)生訛誤。
LTC6363 是一款差分 運(yùn)算放大器，為驅(qū)動(dòng)低功率 SAR ADC 而優(yōu)化。 LTC6363 提供 500 MHz GBW、780 ns 穩(wěn)定至 4 ppm、 具 2.9 nV/√Hz 和 100μV 最大失調(diào)電壓。
圖 1 顯示了一個(gè)采用 LTC6363 的 30kHz 三階 濾波器，該器件為與 1.5Msps/2Msps 低功率 SARADC LTC2380-24 一起使用進(jìn)行了優(yōu)化，并具有集 成的數(shù)字濾波器。LTC2380-24 可實(shí)時(shí)平均 1 至 65536 個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)果，從而提高了信噪比（SNR）。這個(gè)電路的兩個(gè)輸入都可在±2.5 Vpp 的信號(hào)范圍內(nèi) 以差分方式驅(qū)動(dòng)，或者一個(gè)輸入可以接地，另一個(gè)輸 入用高達(dá)±5 Vpp 的信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
圖1.30kHz 三階濾波器驅(qū)動(dòng) 24 位 ADC LTC2380-24
圖 2 顯示了濾波器和 ADC 合起來(lái)的頻率響 應(yīng)，采樣率為 1.5 Msps，求取平均值的轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù) 量（N）設(shè)定為 1 和 8。
圖 2. 濾波器和 ADC 合起來(lái)的頻率響應(yīng)
圖 3. 是 PScope 的截屏圖， 顯示了圖 1 所示電路在 N = 1 時(shí)的 FFT、SNR 和 THD。
圖3. PScope 截屏圖顯示了圖 1 所示電路在 N=1 時(shí)的 FFT、SNR 和 THD
圖 4 和圖 5 顯示了圖 1 所示電路在 N = 1 和8 時(shí) THD 和 SNR 隨輸入頻率的變化。輸入頻率低 于幾 kHz 時(shí)，SNR 和 THD 的性能接近數(shù)據(jù)表中的 典型數(shù)字。輸入頻率提高到超出幾 kHz 時(shí)，THD 平 滑地降低。
圖 4. 圖 1 所示電路的總諧波失真隨輸入頻率的變化
圖 5. 圖 1 所示電路的信噪比隨輸入頻率的變化
關(guān)于LTC6363
LTC6363 系列包括四個(gè)全差分、低功耗、低噪聲放大器，具有經(jīng)優(yōu)化的軌到軌輸出以驅(qū)動(dòng) SAR ADC。LTC6363 是一款獨(dú)立的差分放大器，通常使用四個(gè)外部電阻設(shè)置其增益。LTC6363-0.5、LTC6363-1 和 LTC6363-2 都有內(nèi)部匹配電阻，可分別創(chuàng)建具有增益 0.5V/V、1V/V 和 2V/V 的固定增益模塊。
集成在 LTC6363-0.5、LTC6363-1 和 LTC6363-2 中的精準(zhǔn)電阻器在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了整體系統(tǒng)性能，實(shí)現(xiàn)了噪聲和線性度之間的平衡，并運(yùn)用經(jīng)激光調(diào)整的工廠校準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了高精準(zhǔn)度，這個(gè)精度不僅分立器件方案難以達(dá)到，而且實(shí)現(xiàn)成本高昂。初始增益準(zhǔn)確度為 45ppm (最大值)，在整個(gè)溫度范圍內(nèi)的最大變化幅度僅為 0.5ppm/oC。通常受限于分立電阻器匹配的共模抑制比達(dá)到了出色的 94dB (最小值)，相當(dāng)于 0.002% 的電阻器匹配度。
驅(qū)動(dòng)高性能 SAR ADC 時(shí)，面臨的其中一個(gè)挑戰(zhàn)是要找一個(gè)功耗水平相似的合適驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)保持 ADC 的噪聲和線性性能。LTC6363 系列在這方面非常出色。例如，LTC2378-20 20 位 SAR ADC 在 1Msps 時(shí)的功耗為 21mW，LTC6363 系列的噪聲和線性度對(duì) ADC 性能的影響可以忽略不計(jì)，而功耗僅為 19mW，與 ADC 的功耗水平不相上下。現(xiàn)在，通過(guò) LTC6363-0.5、LTC6363-1 和 LTC6363-2，您可以獲得與此相同的 ADC 驅(qū)動(dòng)性能，以及由精準(zhǔn)集成化電阻器提供的新增精準(zhǔn)度，這些器件均采用相同的緊湊型 MSOP8 封裝。
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