ZHCAC77 March 2022 ADS117L11 , ADS127L11 , THP210
3 测试电路
图 3-1 展示了用于评估 THP210 和 ADS127L11 性能的电路。THP210 和 ADS127L11 由单个 5V 电源供电，THP210 的输出共模电压设置为 2.5V，由 ADC 的 VCM 输出驱动。
图 3-1 测试电路THP210 驱动器实现为单位增益、直流耦合二阶低通滤波器。滤波器的目的是衰减 ADC 调制器采样频率的信号频率，以减少信号混叠。滤波器是针对 OSR = 32 而设计的。OSR = 32 要求滤波器在奈奎斯特频率和调制器采样频率之间频率范围的不到二十倍频内衰减信号。增大 OSR 值会降低 ADC 带宽，但也会增大滤波器工作的频率范围。通过降低滤波器转角频率，可在调制器采样频率下增加滤波器衰减。
ADC 输入端的 RO 和 CDIFF 具有两个功能。更重要的功能是用于过滤 ADC 采样脉冲的电荷库。第二个功能是信号路径中的额外滤波器，用于增加抗混叠。
使用 499Ω、1kΩ 和 4.99kΩ 增益电阻器对多种滤波器实现进行了评估，滤波器的转角频率适应 ADC 的通带。表 3-1 列出了评估中使用的滤波器元件。
| ADC 模式 | 信号通带 | Rg 和 Rf | Cin | Cf | Rin | Riso |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 高速 | 165kHz | 499Ω | 180pF | 390pF | 275Ω | 47Ω |
| 165kHz | 1kΩ | 100pF | 220pF | 500Ω | 47Ω | |
| 165kHz | 4.99kΩ | 22pF | 47pF | 2.5kΩ | 47Ω | |
| 低速 | 20.5 kHz | 499Ω | 5.6nF | 2.4nF | 50Ω | 82Ω |
| 20.5 kHz | 1kΩ | 2.7nF | 1.2nF | 100Ω | 68Ω | |
| 20.5 kHz | 4.99kΩ | 470pF | 240pF | 500Ω | 68Ω |
TINA-TI 是一款基于 SPICE 的免费模拟仿真程序，THP210 Spice 模型和 ADS127L11 Spice 模型可从 TI 获得。TINA-TI 程序用于生成滤波器频率响应、噪声性能和驱动器电源电流的仿真数据。
ADS127L11 评估板用于获取数据，并对其进行修改以安装滤波器元件。THP210 驱动器取代了当前的 THS4551 驱动器（8 引脚 VSSOP 封装），4.096V REF6241 取代了当前的 2.5V 版本。4.096V 基准电压用于更大限度地提高可用动态范围性能。
为了获得高分辨率结果，需要使用低噪声、低失真信号源，例如 Audio Precision SYS-2722。来自发生器的平衡信号输出驱动差分 THP210 输入以进行此评估。对于 SNR 测量，使用 1kHz 带通滤波器来消除信号发生器的噪声。图 3-2 显示了测试设置。
图 3-2 测试设置图 3-3 展示了在启用预充电缓冲器的情况下，在 ADC 高速模式下捕获的典型 THD 和 SNR 性能 FFT。分析中使用 262,144 个 ADC 样本来降低 FFT 谐波区间中的噪声，从而提高测量分辨率。
图 3-3 典型的 FFT 结果