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采用PGA的SAR转换器可实现125 dB的动态范围

问题:

16位SAR转换器应用能否在600 kSPS时达到125 dB的动态范围?

答案:

能,89 dB + 18 dB + 20 dB ≥ 125 dB。

简介

对于需要高动态范围的应用,通常使用Σ-Δ转换器。这些应用主要可以在化学分析、医疗保健和体重管理领域找到。但是,其中许多模块无法快速转换。图1中的电路描述了一种将高动态范围与高转换率相结合的方法。

图1中的电路显示了带有2.5 MSPS和上游可编程仪表放大器的16位SAR转换器,它将增益设置为1或100。通过在FPGA中进行过采样和数字信号处理,该电路可实现大于125 dB的动态范围,并且仍然非常安静。高动态范围是通过AD8253的自动切换和过采样实现的,其中信号的采样速率远高于奈奎斯特频率。根据经验,采样频率加倍可在原始信号带宽下将信噪比(SNR)提高约3 dB。在图1所示的电路中,仍然在FPGA中应用数字滤波,以消除高于目标信号带宽的噪声。原理如图2所示。

图3.增益开关示例。

电路的变化可通过AD7980(16位、1 MSPS)、AD7982(18位、1 MSPS)或AD7986(18位、2 MSPS)等其他ADC操作。同样,不使用增益为1、10、100和1000的AD8253,而改用具有较低范围的AD8251等仪表放大器(增益为1、2、4和8)。基准电压的选择也可能会改变。

Thomas Tzscheetzsch于2010年加入ADI公司,担任高级现场应用工程师。2010年至2012年,他负责支持德国中部地区的客户群,自2012年以来,他任职于关键客户团队,为关键客户提供支持服务。2017年重组后,他负责中欧国家IHC市场的FAE团队,担任FAE经理。

在职业生涯的最初阶段,他于1992年至1998年在一家机械制造公司任电子工程师兼部门负责人。在哥廷根应用科学大学完成电气工程学习后,他任职于Max Planck研究院从事太阳能系统研究工作,担任硬件设计工程师。2004年至2010年,他任职于ADI公司产品经销商的现场应用工程师。

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