工业应用的市场需求日益增长,数据采集系统是其中的关键设备。
它们通常用于检测温度,流量,液位,压力和其他物理量,然后将与这些物理量相对应的模拟信号转换为高分辨率的数字信息,然后由软件对其进行进一步处理。
这样的系统对准确性和速度有越来越高的要求。
这些数据采集系统由放大器电路和模数转换器(ADC)组成,其性能对系统具有决定性的影响。
但是,ADC的输入驱动器也会影响整体精度,该精度用于缓冲和放大输入信号。
另外,必须添加一个偏置信号或必须产生一个全差分信号,以覆盖ADC的输入电压范围并满足其共模电压要求。
在此过程中不得更改原始信号。
可编程增益仪表放大器(PGIA)通常用作输入驱动器。
在本文中,我们提出了输入驱动器和ADC的组合,通过这种组合可以实现非常准确的转换结果,从而构建高质量的数据采集系统。
例如,LTC6373是适用于高精度数据采集系统的PGIA。
除了全差分输出外,它还具有很高的DC精度,低噪声,低失真(见图2)和4 MHz的高带宽,增益为1/4至16。
,因此适用于许多信号调理应用。
图1中的电路显示了一个使用LTC6373来驱动一个精密ADC的示例。
ADC是AD4020,具有20位分辨率为1.8 MSPS。
图1.驱动精密ADC的电路示例在该电路中,LTC6373在输入和输出处进行直流耦合,因此无需使用变压器来驱动ADC。
可以通过引脚A2 / A1 / A0在0.25 V / V至16 V / V范围内设置增益。
在图1中,LTC6373使用差分输入至差分输出配置和±15 V对称电源电压。
或者,输入也可以是单端输入,而输出仍然是差分输出。
在图1中,输出共模电压通过VOCM引脚设置为VREF / 2。
这样,可以实现LTC6373的输出电平转换。
LTC6373的每个输出都在0 V至VREF之间变化,因此ADC输入处有一个2×VREF幅度的差分信号。
LTC6373的输出与ADC的输入之间的RC网络形成一个单极点低通滤波器,可以减少当在ADC的输入端切换电容器时产生的电流毛刺。
同时,低通滤波器限制了宽带噪声。
图2.使用LTC6373来驱动AD4020的SNR(左)和THD(右)性能。
图2显示了LTC6373的信噪比(SNR)和总谐波失真(THD),它在整个输入电压范围(10 V p-p)内驱动AD4020 SAR ADC(高阻抗模式)。
当吞吐量为1.8 MSPS且滤波电阻(RFILTER)为442Ω时,可以获得令人满意的结果。
在1 MSPS或0.6 MSPS时,制造商建议RFILTER为887Ω。
LTC6373可以使用差分输入来驱动大多数SAR ADC,而无需额外的ADC驱动器。
但是,在某些应用中,可以在LTC6373和精密ADC之间使用单独的ADC驱动器,以进一步改善信号链的线性度。
结论图1所示电路针对快速,高精度数据采集系统进行了优化。
因此,LTC6373的出色特性有助于传感器输出信号的信号调理。
借助在线工具ADI Precision Studio,尤其是其中包含的ADC驱动器工具,ADI可以为此类放大器级,滤波器和线性电路的设计提供更多支持。
LTC6373可编程增益引脚:G = 0.25、0.5、1、2、4、8、16 V / V +关断全差分输出增益误差:0.012%(最大值)增益误差漂移:1ppm /°C(最大值) CMRR:最小103 dB,(G = 16)输入偏置电流:25 pA(最大)输入失调电压:92μV(最大),G = 16输入失调电压漂移:1.7μV/°C(最大),G = 16 –3 dB带宽:4 MHz,G = 16输入噪声密度:8 nV /√Hz,G = 16摆率:12 V /μs,G = 16可调共模输出电压静态电源电流:4.4 mA电源电源电压范围:±4.5 V〜±18 V额定温度范围为–40°C〜125°C小型12引脚4mm×4mm DFN(LFCSP)封装免责声明:本文内容由21ic获得,授权后发布,版权归原始作者所有,该平台仅提供信息存储服务。
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