ZHCSRM7B April 2023 – September 2023 PGA855
PRODUCTION DATA
表 9-2 和表 9-3 展示了使用 sinc4 或宽带滤波器驱动 ADS127Lx1 Δ-Σ ADC 的 PGA855 的典型信噪比 (SNR) 和总谐波失真 (THD)。图 9-7 和图 9-8 展示了相应的 FFT 图。SNR 和 THD 的测量采用了 1kHz 差分信号。信号幅度经过调整可在 ADC 满标量程内产生 –0.2dBFS 的 PGA855 输出。如需查看不同 PGA855 增益配置下的等效输入电压幅度信号列表,请参阅表 9-2 和表 9-3。增益 = 1V/V 时,该设计可实现 –121.4dB THD 和 109.1dB SNR。
PGA 增益 (V/V) | 输入幅度 (VPP) | SNR (dB) | THD (dB) | ENOB(位) |
---|---|---|---|---|
0.125 | 40.0 | 106.0 | -119.6 | 17.5 |
0.25 | 32.022 | 109.0 | -119.3 | 17.8 |
0.5 | 16.012 | 109.8 | -121.2 | 17.9 |
1 | 8.006 | 109.6 | -121.4 | 17.9 |
2 | 4.002 | 109.6 | -121.4 | 17.9 |
4 | 2.002 | 107.4 | -121.4 | 17.5 |
8 | 1.0 | 104.0 | -121.4 | 17.0 |
16 | 0.5 | 99.1 | -117.0 | 16.2 |
PGA 增益 (V/V) | 输入幅度 (VPP) | SNR (dB) | THD (dB) | ENOB(位) |
---|---|---|---|---|
0.125 | 40.0 | 106.0 | -119.6 | 17.3 |
0.25 | 32.022 | 107.5 | -119.0 | 17.5 |
0.5 | 16.012 | 107.7 | -121.2 | 17.6 |
1 | 8.006 | 107.6 | -121.4 | 17.6 |
2 | 4.002 | 107.0 | -121.4 | 17.5 |
4 | 2.002 | 105.4 | -121.4 | 17.2 |
8 | 1.0 | 101.7 | -121.4 | 16.6 |
16 | 0.5 | 96.7 | -117.0 | 15.8 |
仪表放大器输入端的 R-C-R 差分低通滤波器有助于降低 EMI/RFI 高频外部噪声。此滤波器可根据带宽和应用要求进行定制。该设计示例(请参阅图 9-6)建议使用电容比为 CIN_DIFF = 10 × CIN_CM 的滤波器。为差分电容器 CIN_DIFF 与共模电容器 CIN_CM 使用 10:1 的电容比可提供良好的差分和共模噪声抑制,并且这种设置往往对滤波电容器的容差变化和失配不太敏感。
反馈电容器 CFB 与 PGA855 输出级 5kΩ 反馈电阻并联,旨在实施额外的噪声滤波。内部电阻的绝对电阻变化为 ±15%,在实施噪声滤波时必须考虑到这一变化。在该示例中,CFB 设置为 25pF,可提供 1MHz 的典型 f–3dB 转角频率。在考虑到反馈电阻变化的情况下,该电路的估计最小 f–3dB 转角频率约为 938 kHz。
ADS127Lx1 输入端的滤波器用作电荷库以过滤 ADC 的采样输入。电荷库减少了放大器的瞬时电荷需求,保持了低失真和低增益误差,否则会因放大器未完全稳定而降低性能。ADC 输入滤波器值为 RFIL = 47.4Ω,CDIFF = 560pF,CCM = 51pF。ADC 输入预充电缓冲器可显著降低采样相位输入电荷,从而提高 ADC 输入阻抗以减小增益误差。
为了实现低失真,信号路径中的所有位置(CIN_DIFF、CIN_CM、CFB、CDIFF、CCM)都使用高等级 COG (NPO)。在表面贴装陶瓷电容器中,COG (NPO) 陶瓷电容器可提供理想的电容精度。COG (NPO) 陶瓷电容器中使用的电介质类型在电压、频率和温度变化时可提供非常稳定的电气特性。