利用过采样增加SARADC的动态范围-AnalogDevices.PDFVIP

技术文章 利用过采样增加SAR ADC Maithil Pachchigar 的动态范围 ADI公司应用工程师 | 分享至LinkedIn | 电子邮件 ( ) 您使用过任何ADC Δ-Σ或SAR 并使其工作在过采样模式下吗？您 体动态范围。然后，数字低通滤波器(LPF)过滤目标带宽以外的 是否得到了需要的结果？您遇到过什么问题吗？ 噪声，抽取器降低输出数据速率，使其回落至奈奎斯特速率。 ( ) 以前有些关于Δ-Σ和SAR 逐次逼近型ADC概述中，曾讨论过信噪 Digital Out-of-Band ( ) ( ) Noise 比SNR 和有效位数ENOB 相关的过采样技术。过采样技术最常 IPF 用于Δ-Σ型ADC ，但也可用于SAR ADC 。本文将对此做进一步讨 Bandwidth of Interest 论。首先是系统级概要介绍： ( ) 0 f f s fs 用于光谱分析、磁共振成像MRI 、气相色谱分析、振动、石油/ s 天然气勘探和地震仪的高性能数据采集信号链要求具备高动态 (2xOSR) 2 ( ) 图1. 奈奎斯特转换器过采样 范围DR 性能，同时降低功耗、尺寸和成本。获得较高动态范围 的一种方法，是对转换器过采样，以便精确监控并测量来自传 5 MSPS 、18/16位精密转换器 感器微弱和强烈的输入信号。 关于其实际工作原理的示例，可参考AD7960和AD7961器件。这 还有其它多种方法可以提升A DC动态范围，比如并行运行多个 两款器件分别是18/16位ADC ，最高转换速率为5 MSPS。它们使用 ADC并对输出结果进行数字后期处理以获得平均值，或者使用 专有的容性数模转换技术，可降低噪声并改善线性度，同时不 可编程增益放大器。然而，有些设计师可能会觉得这些方法太 会产生延迟或流水线延迟。由于兼具低RMS噪声和高吞吐速率 麻烦，或者觉得不能在他们的系统中实现——这主要是因为功 性能，因而实现了低噪底。这使得这些ADC适合于过采样应用。 耗、尺寸以及成本的限制。本技术文章重点讨论高吞吐速率、 AD7960/AD7961系列采用1.8 V和5 V 电源供电，在自时钟模式下进 5 MSPS 、18/16位精密SAR转换器的过采样，利用直观的ADC样本 行转换时，5 MSPS速率的功耗仅为39 mW ；而在回波时钟模式下 求均值，提升动态范围