传感器信号调理电路的噪声优化.pdfVIP

(Part 1) 传感器信号调理电路的噪声优化 作者：Reza Moghimi reza.moghimi@ ADI公司 精确的信号调理和高分辨率的测量不再局限于工业或仪器仪表应用，便携式消费类电子设 备的设计人员也需要减小系统噪声，这相当具有挑战性，因为电池供电设备中的信号电压 很小，系统的精度取决于其本底噪声。为了从信号调理电路中获取最低的本底噪声和最佳 性能，设计人员必须了解器件级的噪声源，并在计算模拟前端的整体噪声时考虑这些噪声 源的影响。 有些设计人员认为，选择具有最低噪声的器件就能解决信号调理所有的噪声问题。这是一 个好的出发点，但是，对于在信号调理应用中使用的大多数放大器和参考电压源，数据手 册中只会给出器件在有限数量的频率范围下的噪声。因此，设计人员只能依靠有限的信息 来选择器件。他们不知道器件的噪声来源，什么因素会对其产生影响，噪声是否会随着时 间、温度和电路结构而变化，或是否需要在选择具有最低噪声的器件之前了解制造工艺。 在目前的低功耗、成本敏感型设计下，许多系统不能采用最昂贵的器件或是以较高功耗来 换取低噪声的器件。这篇文章将讨论这些问题，并提供一些为设计任务选择最佳器件的指 导建议。 在目前的便携式设备中，低噪声设计已经变得非常重要。一般来说，噪声是指会影响有用 信息质量的任何多余信号。请参考图 1 所示的典型信号链，理解为什么低噪声设计很重 要。 TEM P POWER v RADIO Gas/ CONVERSIO TRX Che SIG N CO VISI BLE Pres sure User Interface Cables, displays, etc || 图 1、典型的消费类设备信号链 图中：Temp-温度；Gas/Chem-气体/化工；Visible Light-可见光；pressure-压力； POWER-电源；CONVERSION-转换；Embedded Processing-嵌入式处理；SENSOR-传感器； LOCATOR-定位器；User Interface-用户接口；Cables，displays，etc-线缆、显示，等 等 LSB weight for ADC 45 40 ) 35 V m 30 ( e 25