差分ADC中不同電阻容差對(duì)THD性能的影響
本應(yīng)用筆記解釋了輸入端相同值電阻的不同容差如何改變?nèi)罘?a href="http://m.sdkjxy.cn/tags/adc/" target="_blank">ADC的THD性能。電阻器的成本隨著容差每降低一次而顯著變化
概述
MAX11905為20位、全差分SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），采樣速率為1.6Msps。在輸入端選擇容差最低的電阻可以實(shí)現(xiàn)最佳的THD性能。但是，如果最低公差不具有成本效益怎么辦？如果選擇更高容差的電阻，THD是否合理？為了回答這些問題，我們將進(jìn)行設(shè)計(jì)測試，并在本應(yīng)用筆記中注明研究結(jié)果。
模擬前端（AFE）由半增益級(jí)組成，采用MAX44205差分放大器。差分放大器使用6個(gè)電阻，MAX11905輸入端需要另外兩個(gè)電阻。圖1顯示了ADC的輸入電路。通過改變八個(gè)電阻的容差，我們可以看到THD的變化。
圖1.模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入電路。
模擬輸入和ADC的測試條件
表1和表2顯示了測試設(shè)計(jì)中的電源和基準(zhǔn)電壓源。
表 1.MAX11905電壓電源和基準(zhǔn)輸入
| MAX11905電源 | 電壓 （V） |
|---|---|
| AVDD | 1.8 |
| OVDD | 3.3 |
| REFVDD | 3.3 |
| REFIN | 3.0 |
表 2.MAX44205電壓電源
| MAX44205電源 | 電壓 （V） |
|---|---|
| VS+ | +5 |
| VS- | -5 |
MAX44205的模擬輸入端施加接近滿量程的10kHz正弦波輸入。我們以1.5Msps的采樣率收集了32，768個(gè)樣本。設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)置為相干采樣，以獲得THD結(jié)果。
結(jié)果
表3顯示了電阻測試容差的THD。表中還包括每個(gè)電阻的成本乘數(shù)，使用±5%作為基準(zhǔn)容差。
表 3.不同電阻容差下的 THD 性能
| 電阻容差 （%） | 總諧波失真 （分貝） | 成本因素 |
|---|---|---|
| ±5（基礎(chǔ)） | -108 | x 1 |
| ±1 | -113 | x 1.5 |
| ±0.1 | -118.4 | x 25 |
| ±0.05 | -120 | x 45 |
由于AFE由8個(gè)電阻組成，因此成本乘以設(shè)計(jì)電路板上的電阻數(shù)量。如果設(shè)計(jì)需要容差為 ±0.05% 的電阻，則電阻器的成本因數(shù)為 360，而采用容差為 ±5% 的電阻器的設(shè)計(jì)中為 8。
結(jié)論
設(shè)計(jì)人員需要了解更改AFE電阻容差時(shí)所涉及的成本。預(yù)期的THD性能基于設(shè)計(jì)人員愿意花費(fèi)的費(fèi)用，因?yàn)槊總€(gè)設(shè)計(jì)都有預(yù)算。
審核編輯：郭婷
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