电压基准滤波器将 32 位 ADC SNR 提高 6dB
出处:维库电子市场网 发布于:2023-02-10 16:48:53
有几种方法可以降低参考噪声。增加旁路的大小或在参考输出上使用简单的低通 RC 滤波器都不是好的选择。基准输出上的大旁路电容器本身无法产生足够低的截止频率而无法发挥作用。无源 RC 滤波器本身虽然提供低截止频率,但会产生随采样频率和温度变化的输出电压。并联多个低噪声基准的输出是一种有效的替代方法,但它很昂贵并且消耗大量功率。
此处演示的参考滤波器可在不显着影响参考精度或温度系数的情况下产生低噪声参考电压,并且功耗和成本适中。
电路说明
本例中使用的 ADC 是 LTC2508-32 (U1)。LTC2508-32 是一款低噪声、低功率、32 位 SAR ADC,具有一个低通数字滤波器,具有四个引脚可选的下采样因子 (DF),范围从 256 到 16384。一个低噪声、低温漂移基准是必要的实现 LTC2508-32 的全部性能。
本例中使用的基准是 LTC6655-5 (U2)。LTC6655-5 提供高精度 (±0.025% 值)、极低噪声 (0.67ppm RMS 典型值) 和漂移 (2ppm/°C 值) 性能。即使具有异常低的噪声性能,LTC6655-5 仍然会降低 LTC2508-32 的 SNR 性能。LTC2057 (U3) 是一款零漂移,已抑制 1/f 噪声。LTC2057 具有小于 200pA 的输入偏置电流 (IB)、4μV 的失调电压和 0.015μV/°C 的失调电压温度系数。这明显低于 LTC6655-5 的温度系数 (2ppm/°C=10μV/°C)。
LT6202 (U4) 是一款低噪声、快速建立运算放大器,具有驱动 LTC2508-32 REF 引脚上所需的 47μF 旁路电容器所需的高短路电流能力。
电路性能
如表 1 所示,LTC2508-32 表现出接近理论的行为,下采样因子 (DF) 每增加 4 倍,动态范围增加近 6dB,ADC 输入连接在一起,REF 引脚由 LTC6655- 直接驱动5. 表 1 还显示,当 ADC 被驱动到接近满量程时,与 DR 相比,使用 LTC6655-5 直接驱动 ADC REF 引脚时,SNR 低 7.8dB。这是由于参考噪声。使用图 1 的电路驱动 LTC2508-32 的 REF 引脚可使 SNR 提高高达 6.1dB,如表 1 所示。
结论
展示了一种滤波器电路,它可以降低参考输出噪声,而不会影响其精度或温度系数,同时仅需要适度的功耗和成本。将该电路的输出应用到 LTC2508-32 的基准引脚,与直接用基准驱动 ADC 相比,一个 32 位低噪声 ADC 在一系列下采样因子内将 SNR 提高了高达 6.1dB。
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