高精度SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器的抗混疊濾波考慮因素

2020-12-24 09:49:06

隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算成為生活的一部分，并被行業(yè)媒體廣泛宣傳，舊電子元器件并沒(méi)有因?yàn)椴捎米钕冗M(jìn)的技術(shù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)而停止前進(jìn)。一個(gè)例子是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它現(xiàn)在可以以超過(guò)每秒一百萬(wàn)個(gè)樣本的速率(MSPS)實(shí)現(xiàn)32位分辨率，并輕松通過(guò)傳統(tǒng)的測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)試。

這些高精度轉(zhuǎn)換器可以顯示高于16位的分辨率，并指定可比的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。除了儀器儀表和大型通用采集系統(tǒng)(測(cè)試、設(shè)備認(rèn)證)、專業(yè)系統(tǒng)(醫(yī)療應(yīng)用和光譜數(shù)字成像)等特殊領(lǐng)域外，他們還進(jìn)入了過(guò)程控制應(yīng)用、可編程控制器、大型電機(jī)控制、電力輸配等多個(gè)領(lǐng)域。目前，幾種ADC架構(gòu)的精度相當(dāng)。根據(jù)不同要求，具體選擇取決于模數(shù)轉(zhuǎn)換原理、逐次逼近寄存器(SAR)和-。這些架構(gòu)支持24位或更高的最高分辨率，速率為幾個(gè)MSPS，即24位或更高，并支持32位的分辨率，速率為幾百kSPS。當(dāng)面臨這些分辨率和精度水平時(shí)，這些轉(zhuǎn)換器提供的有用動(dòng)態(tài)范圍很容易超過(guò)100 dbfs的魔障(滿量程)。用戶面臨的真正挑戰(zhàn)是為要數(shù)字化的信號(hào)設(shè)計(jì)模擬調(diào)理電路，以及設(shè)計(jì)相關(guān)的抗混疊濾波器。在過(guò)去的二十年里，采樣率和濾波技術(shù)都取得了很大的進(jìn)步?，F(xiàn)在，我們可以將模擬和數(shù)字濾波器結(jié)合起來(lái)，在性能和復(fù)雜性之間實(shí)現(xiàn)更好的平衡。

調(diào)整差分或非差分信號(hào)(放大、縮放、自適應(yīng)、電平轉(zhuǎn)換等)后。)，后者在數(shù)字化前經(jīng)過(guò)濾波滿足奈奎斯特準(zhǔn)則。根據(jù)ADC的過(guò)采樣率，應(yīng)使用額外的數(shù)字濾波來(lái)滿足采集系統(tǒng)的規(guī)格。

由于對(duì)超寬輸入動(dòng)態(tài)范圍的需求不斷增加，上述許多應(yīng)用都使用最先進(jìn)的高分辨率ADC。隨著動(dòng)態(tài)范圍的增加，系統(tǒng)性能有望提高，模擬調(diào)節(jié)鏈將減少，擁塞、能耗甚至材料成本將降低。