CN0306

针对高达 1 kHz 低于奈奎斯特频率输入信号优化的16 位、100 kSPS 低功耗数据采集系统
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电路功能与优势

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图1中的电路采用16位、100 kSPS逐次逼近型模数转换器 (ADC)系统,集成驱动放大器,针对最高1 kHz输入信号和 100 kSPS采样速率、功耗低至7.35 mW的系统而优化。

 

通常,选择高性能逐次逼近型ADC的驱动放大器处理宽范 围的输入频率。然而,当某个应用需要更低的采样速率 时,便可节省大量功耗,因为降低采样速率会相应地降低 ADC功耗。

 

若要完全利用通过降低ADC采样速率使功耗下降的优势, 则需要使用低带宽、低功耗放大器。

 

 例如,推荐80 MHz的ADA4841-1 运算放大器(10 V时功耗为 12 mW)与AD7988-1 16位逐次逼近型寄存器(SAR) ADC(100 kSPS时功耗为0.7 mW)一同使用。包括ADR435 基准电压源 (7.5 V时功耗为4.65 mW)在内的总系统功耗在100 kSPS时为 17.35 mW。

 

对于最高1 kHz的输入带宽和100 kSPS的采样速率,AD8641 3 MHz运算放大器(10 V时功耗为2 mW)可提供出色的信噪 比(SNR)和总谐波失真(THD)性能,并且在100 kSPS时可将 总系统功耗从17.35 mW降低至7.35 mW,降幅达58%。



图1. 使用AD8641低功耗放大器驱动AD7988-1 ADC的系统电路图(原理示意图:未显示所有连接)

电路描述

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图1中的电路采用16位、100 kSPS逐次逼近型模数转换器 (ADC)系统,集成驱动放大器,针对最高1 kHz输入信号和 100 kSPS采样速率、功耗低至7.35 mW的系统而优化。

 

通常,选择高性能逐次逼近型ADC的驱动放大器处理宽范 围的输入频率。然而,当某个应用需要更低的采样速率 时,便可节省大量功耗,因为降低采样速率会相应地降低 ADC功耗。

 

若要完全利用通过降低ADC采样速率使功耗下降的优势, 则需要使用低带宽、低功耗放大器。

 

例如,推荐80 MHz的ADA4841-1 运算放大器(10 V时功耗为 12 mW)与AD7988-1 16位逐次逼近型寄存器(SAR) ADC(100 kSPS时功耗为0.7 mW)一同使用。包括ADR435 基准电压源 (7.5 V时功耗为4.65 mW)在内的总系统功耗在100 kSPS时为 17.35 mW。

 

对于最高1 kHz的输入带宽和100 kSPS的采样速率,AD8641 3 MHz运算放大器(10 V时功耗为2 mW)可提供出色的信噪 比(SNR)和总谐波失真(THD)性能,并且在100 kSPS时可将 总系统功耗从17.35 mW降低至7.35 mW,降幅达58%。



图1. 使用AD8641低功耗放大器驱动AD7988-1 ADC的系统电路图(原理示意图:未显示所有连接)

常见变化

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The AD8641 amplifier can be used to drive higher speed, pin compatible ADCs like the AD7988-5 and the AD7980 but only at lower sampling rates of up to 100 kSPS. The OP1177 amplifier can be used to drive the AD7988-1 at double the current (400 μA) with the benefits of improved distortion up to 4 kHz and better system SNR of 90 dB because of its lower noise.

电路评估与测试

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设备要求(可以用同等设备代替)

需要以下设备:

  • EVAL-CN0306-SDPZ 评估板
  • 系统演示板(EVAL-SDP-CB1Z)
  • 函数发生器/信号源,例如这些测试中使用的Audio Precision SYS-2522
  • 评估板自带的9 V壁式电源
  • 带USB端口的PC、USB电缆,并且已安装10引脚PulSAR 软件

设置并测试

 

从ADI网站的AD7988-1产品页面下载10引脚PulSAR软件, 并使用UG-340用户指南中的安装指南进行安装。其测量配 置的功能框图如图5所示。

 

将9 V壁式电源连接至评估板电源引脚。若要测量频率响 应,设备应按图5所示进行连接。将Audio Precision SYS-2522 信号发生器设置为1 kHz频率和5 V p-p正弦波,并具有2.5 V 直流漂移。使用评估板软件记录数据。软件分析是评估板 软件的一部分,使用户可以采集并分析直流和交流性能。 该软件及其特性见UG-340 用户指南。

样片申请及购买

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样片

产品

描述

可提供样片的
产品型号

ADR435 超低噪声、5.0V XFET®基准电压源,具有吸电流和源电流能力

ADR435ARMZ

ADR435ARZ

AD7988-1 16位、100 ksps超低功耗16位SAR ADC

AD7988-1BCPZ-RL7

AD7988-1BRMZ

AD8641 低功耗、轨到轨输出、精密JFET放大器,采用5引脚SC70和8引脚SOIC无铅封装

AD8641AKSZ-REEL7

AD8641ARZ

购买评估板 所示报价为单片价格
所示报价为单片价格。所列的美国报价单仅供预算参考,指美元报价(每片美国离岸价),如有修改恕不另行通知。由于地区关税、商业税、汇率及手续费原因,国际报价可能不同。