在很多應(yīng)用中，模擬前端接收單端或差分信號，并執(zhí)行所需的 增益或衰減、抗混疊濾波及電平轉(zhuǎn)換，之后在滿量程電平下驅(qū) 動ADC輸入端。今天我們探討下精密數(shù)據(jù)采集信號鏈的噪聲分析，并深入研究這種信號鏈的總噪聲貢獻(xiàn)。
如圖1所示，低功耗、低噪聲、全差分放大器ADA4940-1驅(qū)動差 分輸入、18位、1 MSPS PulSAR? ADC AD7982，同時低噪聲精密5 V 基準(zhǔn)電壓源ADR435用來提供ADC所需的5 V電源。此信號鏈無需 額外驅(qū)動器級和基準(zhǔn)電壓緩沖器，簡化了模擬信號調(diào)理，可節(jié) 省電路板空間和成本。一個單極點截止頻率2.7 MHz RC(22 ?， 2.7 nF)低通濾波器放在ADC驅(qū)動器輸出和ADC輸入之間，有助于 限制ADC輸入端噪聲，并減少來自逐次逼近型(SAR) ADC輸入端 容性DAC的反沖。
圖1. 低功耗全差分18位1 MSPS數(shù)據(jù)采集信號鏈（簡化示意圖：未顯示所有連接和去耦）。
ADA4940-1用作ADC驅(qū)動器時，用戶可以進(jìn)行必要的信號調(diào)理， 包括對信號實施電平轉(zhuǎn)換和衰減或放大，以便使用四個電阻實 現(xiàn)更大動態(tài)范圍，從而不再需要額外的驅(qū)動器級。采用反饋電 阻(R2 = R4)對增益電阻(R1 = R3)之比設(shè)置增益，其中R1 = R2 = R3 = R4 = 1 kΩ。
對于平衡差分輸入信號，等效輸入阻抗為2×增益電阻(R1或R3) = 2 kΩ，對于非平衡(單端)輸入信號，等效阻抗根據(jù)下式計算， 約為1.33 kΩ。
如果需要可以在輸入端并聯(lián)一個終端電阻。ADA4940-1內(nèi)部共模反饋環(huán)路強制共模輸出電壓等于施加到VOCM輸入的電壓，同時提供出色的輸出平衡。當(dāng)兩個反饋系數(shù)（β1 和β2）不相等時，差分輸出電壓取決于VOCM；此時，輸出幅度 或相位的任何不平衡都會在輸出端產(chǎn)生不良共模成分，導(dǎo)致差 分輸出中有冗余噪聲和失調(diào)。因此，在這種情況下（即，β1 = β2），輸入源阻抗和R1 (R3)的組合應(yīng)等于1 kΩ，以避免各輸出 信號的共模電壓失配，并防止ADA4940-1的共模噪聲增加。
信號在印刷電路板(PCB)的走線以及長電纜中傳輸時，系統(tǒng)噪聲 會疊加到信號中，差分輸入ADC會抑制信號噪聲，并表現(xiàn)為一 個共模電壓。這款18位1 MSPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的預(yù)期信噪比(SNR)理論值可通 過每個噪聲源（ADA4940-1、ADR435和AD7982）的和方根(RSS) 計算得到。
ADA4940-1在100 kHz時的低噪聲性能典型值為3.9 nV/√Hz，如圖2 所示。
圖2. ADA4940輸入電壓噪聲頻譜密度和頻率的關(guān)系。
必須計算差分放大器的噪聲增益，以便找到等效輸出噪聲貢獻(xiàn)。差分放大器的噪聲增益為：
其中
以及
是兩個反饋系數(shù)。
應(yīng)當(dāng)考慮下列差分放大器噪聲源：
由于ADA4940-1輸入電壓噪聲為3.9 nV/√Hz，其差分輸出噪聲應(yīng) 當(dāng)為7.8 nV/√Hz。ADA4940-1數(shù)據(jù)手冊中的共模輸入電壓噪聲 (eOCM)為83 nV/√Hz，因此其輸出噪聲為
給定帶寬條件下，R1、R2、R3和R4電阻噪聲可根據(jù)約翰遜-奈奎斯特 噪聲方程計算：
其中kB是玻爾茲曼常數(shù)(1.38065 × 10 – 23 J/K)，T為電阻絕對溫度 （開爾文），而R為電阻值(Ω)。來自反饋電阻的噪聲為：
來自R1的噪聲為：
來自R3的噪聲為：
ADA4940-1數(shù)據(jù)手冊中的電流噪聲為0.81 pA/√Hz。
反相輸入電壓噪聲:
同相輸入電壓噪聲：
因此，來自ADA4940的等效輸出噪聲貢獻(xiàn)為：
（RC濾波器之后）的ADC輸入端總積分噪聲為：
AD7982的均方根噪聲可根據(jù)5 V基準(zhǔn)電壓源情況下的典型信噪比 (SNR, 98 dB)計算得到。
根據(jù)這些數(shù)據(jù)，ADC驅(qū)動器和ADC的總噪聲貢獻(xiàn)為
注意，本例中忽略來自ADR435基準(zhǔn)電壓源的噪聲貢獻(xiàn)，因為它 非常小。
因此，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理論SNR可根據(jù)下式近似計算
圖3. FFT曲線圖，fIN = 1 kHz，F(xiàn)S = 1 MSPS (將ADA4940-1配置成全差分 驅(qū)動器)。
AD7982在1 kHz輸入信號時，SNR典型值為96.67 dB，THD典型值 為–111.03 dB，如圖3中的FFT性能所示。這種情況下測得的SNR 為96.67 dB，非常接近上文中的96.95 dB SNR理論估算值。數(shù)據(jù) 手冊中98 dB的目標(biāo)SNR的實際損耗由來自ADA4940-1差分放大器 電路的等效輸出噪聲貢獻(xiàn)所導(dǎo)致。
所以，針對給定應(yīng)用選擇ADC驅(qū)動器以驅(qū)動SAR ADC時，噪聲是一個重要規(guī)格，但詳細(xì)查閱帶寬、建立時間、輸入和輸出上裕量/下裕量以及功耗要求也很重要哦~
上一篇：回顧Burr-Brown高品質(zhì)音頻芯片開發(fā)史
下一篇：技術(shù)文章—操縱MCU SPI接口以訪問非標(biāo)準(zhǔn)SPI ADC
推薦閱讀
史海拾趣
金溢科技是國內(nèi)ETC行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)之一。公司自創(chuàng)立之初，就致力于ETC技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，金溢科技成功推出了多款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的ETC設(shè)備，并在市場中獲得了廣泛應(yīng)用。同時，公司還積極參與國家標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂工作，推動ETC行業(yè)的規(guī)范化發(fā)展。金溢科技憑借其在ETC領(lǐng)域的卓越表現(xiàn)，逐漸成為了行業(yè)的標(biāo)桿企業(yè)。
作為一家具有社會責(zé)任感的企業(yè)，Aces始終關(guān)注環(huán)境保護(hù)和社會公益事業(yè)。公司積極推廣綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，通過采用環(huán)保材料和節(jié)能技術(shù)，降低產(chǎn)品對環(huán)境的影響。此外，Aces還積極參與社會公益活動，為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)和弱勢群體提供幫助和支持，展現(xiàn)了企業(yè)的良好形象。
隨著環(huán)保意識的日益增強，BREL International Components公司積極響應(yīng)綠色發(fā)展的號召。公司投入大量資源研發(fā)環(huán)保型電子元件，采用環(huán)保材料和節(jié)能技術(shù)，降低產(chǎn)品對環(huán)境的影響。同時，BREL還加強廢棄電子元件的回收和處理工作，推動電子行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。這種環(huán)保理念不僅提升了BREL的企業(yè)形象，也為公司的未來發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
請注意，這些故事是基于虛構(gòu)的，旨在展示電子行業(yè)常見的發(fā)展路徑和策略，而非針對具體公司的描述。如果您需要關(guān)于特定公司的故事或信息，建議您直接查閱該公司的官方網(wǎng)站或相關(guān)新聞報道。
除了自主研發(fā)外，eMemory還積極尋求與外部合作伙伴的聯(lián)合研發(fā)。在2016年，eMemory與馬來西亞的半導(dǎo)體晶圓代工廠Silterra聯(lián)合宣布，基于Silterra 0.18微米CMOS制程技術(shù)的一次性可編程（OTP）存儲器已經(jīng)通過了驗證。這一合作不僅證明了eMemory技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性，還為雙方帶來了新的市場機遇。
隨著技術(shù)的不斷成熟，Globaltech開始積極拓展國際市場。公司通過與國內(nèi)外多家系統(tǒng)廠商建立緊密的合作關(guān)系，共同開發(fā)新產(chǎn)品，進(jìn)一步提升了其市場競爭力。特別是在亞洲市場，Globaltech憑借其高性價比的產(chǎn)品和快速的響應(yīng)能力，迅速占據(jù)了大量市場份額。同時，公司還積極參與國際展會，與全球客戶面對面交流，進(jìn)一步提升了品牌知名度和影響力。
隨著全球化進(jìn)程的加速推進(jìn)，E-Z-HOOK公司開始積極拓展國際市場。他們通過參加國際展會、建立海外銷售網(wǎng)絡(luò)等方式，將產(chǎn)品推向全球各地。同時，公司還積極尋求與國際知名企業(yè)的合作機會，共同開發(fā)新技術(shù)和新產(chǎn)品。這些努力使得E-Z-HOOK公司的品牌影響力逐漸擴(kuò)大，在全球范圍內(nèi)樹立了良好的聲譽和形象。
|
培訓(xùn)資料：半導(dǎo)體集成運算放大器測試方法基本原理(PPT) 測試方法基本原理是依據(jù)中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)GB 3442-86 講授內(nèi)容： & ...… 查看全部問答∨ |
|
|
ERROR: Power Handler function yield to low priority thread. 我的機器在suspend==>resume的過程中出現(xiàn)喚不醒的情況。 串口信息是： BSPPowerOn PCF: HW_PowerUp Backlight SET OK! :: BACKLIGHT ON ! [HSMMC0] Power Up the HSMMC Host Controller ERROR: Power Handler function yield to low prio ...… 查看全部問答∨ |
我在做PC機與51單片機的485通信時，采用三根線連接，A、B和GND，PC機端用232-485轉(zhuǎn)換器，運行串口精靈。通信時，單片機首先向PC發(fā)送命令碼，PC收到后，通過串口精靈回發(fā)幾個字節(jié)的數(shù)據(jù)，但是每次PC回發(fā)幾個自己的數(shù)據(jù)同時，都回在接受區(qū)收到幾個亂 ...… 查看全部問答∨ |
|
各位好，最近因項目需要，正在看kernel streaming的東西 從微軟網(wǎng)站下了ks的示例代碼，編譯通過，通過pc板載聲卡和內(nèi)置揚聲器可以播放PCM音頻。但是如果插上usb耳機，就聽不到聲音了。 請教一下，對于usb audio，在用ks編程的時候有什么需要特殊 ...… 查看全部問答∨ |
LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY TrafficLight IS PORT (Clk : IN STD_LOGIC; &nb ...… 查看全部問答∨ |
|
幫忙分析出轉(zhuǎn)換板上的IC型號 這是一塊RGB+SYNC轉(zhuǎn)色差分量輸出的成品板。但上邊的IC型號被產(chǎn)家磨掉了。看不出來。我也找了好久沒找到有可以直接RGBS轉(zhuǎn)色差的IC。希望有高手幫忙分析下。 … 查看全部問答∨ |
|
|
IARforSTM8S是山寨產(chǎn)品嗎？怎一個"亂"字了得！！ 以前用過IAR for SAM8感覺還蠻順手的，因此網(wǎng)上一看到有IAR的馬上就下來試用了！郁悶的是，這款軟件用起來總感覺不象IAR公司的產(chǎn)品，漏洞一堆！各位有在用的可要小心了。先818我遇到的問題： 1. PD7中斷進(jìn)入不了？ 解決：中斷服務(wù)程序(ISR) ...… 查看全部問答∨ |
【C2000 LaunchPad】單相交流電壓+電流表__顯示升級 顯示由1206升級到12864（控制器T7920）。下午就放假了，就當(dāng)節(jié)前的禮物吧。 附上12864驅(qū)動 … 查看全部問答∨ |
- 納芯微發(fā)布雙通道電流檢測放大器NSCSA285，賦能工業(yè)與能源管理近日，上海—— 納芯微電子（簡稱“納芯微”）發(fā)布全新高精度雙通道電流檢測放大器NSCSA285系列。NSCSA285系列憑借高達(dá)76V的寬共模電壓范 ...
- 攻克PWM高頻瞬態(tài)干擾難題！納芯微發(fā)布車規(guī)級電流檢測放大器NSCSA240-Q1系列近日，納芯微發(fā)布全新車規(guī)級雙向電流檢測放大器NSCSA240-Q1系列，專為汽車高壓PWM系統(tǒng)打造解決方案。該系列攻克PWM系統(tǒng)中高頻瞬態(tài)干擾難題 ...
- 學(xué)子專區(qū)論壇- ADALM2000實驗：脈寬調(diào)制目標(biāo)在此實驗中，我們將研究脈寬調(diào)制及其在各種應(yīng)用中的使用情況。脈寬調(diào)制(PWM)是一種將模擬信號編碼為單個數(shù)字位的方法。PWM信號由定義其 ...
- 德州儀器模擬設(shè)計 | 運算放大器基本穩(wěn)定性概述運算放大器電路中常見的問題之一是穩(wěn)定性。本文將解答有關(guān)穩(wěn)定性的三個重要問題：?您需要多大的相位裕度才能實現(xiàn)可靠的設(shè)計？?如何補償不 ...
- ROHM推出支持負(fù)電壓和高電壓（40V/80V）的高精度電流檢測放大器中國上海，2025年4月8日——全球知名半導(dǎo)體制造商ROHM（總部位于日本京都市）今日宣布，最新推出符合車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q100*1的高精度電流檢測放 ...
- 新型離散周期變換方法如何處理生理信號
- 學(xué)子專區(qū)論壇 - ADALM2000實驗：Hartley振蕩器
- 高速ADC原理及測試方法，讀這一篇就夠了
- 學(xué)子專區(qū)論壇 - ADALM2000實驗：可變增益放大器
100-4P2-T1-B16-VS2-Q-E-HDW15- 復(fù)旦大學(xué)在集成電路領(lǐng)域獲關(guān)鍵突破！每秒存取25億次，史上最快！
- 星閃強勢入局，會給UWB與藍(lán)牙定位帶來哪些沖擊？
- 又兩款旗艦新車搭載星閃車鑰匙！誰在引爆這波汽車連接革命？
- 榜單首發(fā)！域控SerDes處于市場爆發(fā)周期，哪些供應(yīng)商正在領(lǐng)跑市場
- 英特爾? 具身智能大小腦融合方案發(fā)布：構(gòu)建具身智能落地新范式
- 車載UWB雷達(dá)技術(shù)：有哪些優(yōu)勢？
- 嵐圖開啟L3智駕：天元智能架構(gòu)技術(shù)解讀
- 德州儀器如何通過7000多種車規(guī)芯片，引領(lǐng)汽車產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新
- 2025年上海國際車展技術(shù)前瞻 – 智駕安全（環(huán)境感知）
- 史上最嚴(yán)動力電池國標(biāo)解讀：爆燃零容忍，倒逼廠家不打嘴炮真研發(fā)
- 995美元Spartan6開發(fā)板，花落誰家？
- 打卡最后一周，解鎖TI汽車解決方案。解鎖的數(shù)量決定獎品的質(zhì)量！
- 【團(tuán)購】EE_FPGA V2.0配套器件
- 課隨你變 票選你選型覺得最困難的元器件，干貨越多禮品越大！
- 直播已結(jié)束【大唐恩智浦具有阻抗檢測功能的新能源鋰電芯電池管理方案】
- 助人為樂，打榜領(lǐng)獎: EEWORLD月度問答榜換新推出~
- TI E2E中文社區(qū)年終回饋，15 塊 CC3200-LAUNCHXL 開發(fā)板免費申請中……測評贏好禮嘍！
- 2024 DigiKey 應(yīng)用說：大模型時代的智能汽車
- 有獎直播|ADI多參數(shù)光水質(zhì)分析平臺
- 瑞薩電子RL78/G14評估板DIY精彩上演！
- Xsens 全新微型 INS 模塊搭配外部 GNSS 接收器輸入數(shù)據(jù)
- 加速云推出兩個系統(tǒng)硬件加速產(chǎn)品、兩個IP庫、三大解決方案
- 各規(guī)格硅晶圓供應(yīng)將持續(xù)吃緊 價格漲幅不會太小
- 中國面板業(yè)邁入新階段 企業(yè)如何重新定義未來任務(wù)？
- 外資：LCD面板供給過剩 友達(dá)大尺寸面板出貨將年減2%
- vivo OriginOS中文名解密，叫做原OS
- 多位華為高管空降新榮耀：萬飚將任董事長，趙明任職CEO
- Siri被曝涉嫌泄露用戶隱私，5位亞馬遜員工盜竊iPhone被捕
- 李炳忠宣布realme成全球最快達(dá)成5000萬用戶的手機品牌
- 搭載超頻版驍龍875，努比亞新機跑分解密
- 關(guān)于2812 PIE中斷的問題
- LPC1754的CAP功能
- 我也不才小小分析下今年的題目~~【2009年電子設(shè)計大賽題目分析二】
- 請教wince下getstockobject可以定義彩色畫刷嗎？？可不可以自定義畫刷。
- 點陣 I love u
- LM3s8962體驗之一---------------欣賞原裝
- uboot引導(dǎo) beaglebone black 編譯內(nèi)核，總是啟動開發(fā)板原來的內(nèi)核
- 從零開始學(xué)習(xí)，求助
- 調(diào)用IoCallDriver如何獲得返回字節(jié)數(shù)？
- 二、歷屆“電源類”賽題的主要知識點
京公網(wǎng)安備 11010802033920號