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          帶有模式抑制電路的Delta-sigma抗混濾波器

          作者: 時間:2012-10-25 來源:網絡 收藏

          用于數(shù)據(jù)轉換器的抗混設計方案明顯不同于SAR(逐次逼近寄存器)或流水線(高速)轉換器的設計方法。擁有SAR或流水線轉換器,您即擁有了每次評估一個樣本的系統(tǒng)。無論是哪種情況,都可以“抓住”模擬信號,并將其儲存于轉換器的輸入電容陣列。這些轉換器評估已存儲的信號,并為各個樣本提供一個數(shù)字表達。對這兩款器件,多階抗混的目標頻率即是該轉換器的奈奎斯特頻率。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/176056.htm

          在高采樣率(FS,參考1)下,delta-sigma轉換器的輸入調制器會對輸入模擬信號進行多次采樣。而后續(xù)的Sinc數(shù)字會對一組此類調制器樣本進行再次采樣,并轉換為一個輸出的數(shù)字表達。從一個調制器的樣本串到一個24比特的數(shù)字碼,這個轉換過程要比delta-sigma輸入結構的采樣速率慢得多(FD,參考1)。因而,delta-sigma轉換器有兩個采樣率(FS,F(xiàn)D)。但是,一階抗混濾波器的目標頻率是輸出數(shù)據(jù)速率FD。在參考1中,您可以找到delta-sigma轉換器的基本抗混濾波器設計概念。

          圖1 這個整只濾波器可衰減RFLT/2和CFLT的差分噪聲,以及CCM_P和CCM_N的共模噪聲。

          帶有模式抑制電路的Delta-sigma抗混濾波器

          請注意,參考1和參考2中的和論述方法僅解決了減少差分噪聲問題,而無關轉換器的輸入阻抗或共模噪聲。

          對于轉換器的輸入阻抗,在測量AINP和AINN之間的電壓期間,delta-sigma轉換器開關電容輸入端的電容器會連續(xù)地充電和放電。與外部相比,這些內部電容(CB、CA1及CA2)相對較小。因而,其平均輸入阻抗顯示為阻性。轉換器的電容值和調制器的轉換速率決定了這一電阻值。

          帶有模式抑制電路的Delta-sigma抗混濾波器

          測量圖2中結構的共模輸入阻抗時,需將AINP與AINN接到一起,并測量轉換期間每個管腳消耗的平均電流。測量差分輸入阻抗時,需給AINP與AINN施加一個差分信號,測量從管腳流至VA的平均電流。共模和差分電阻的范圍為幾百千歐姆至幾百兆歐姆。其數(shù)值取決于轉換器內部輸入開關電容結構后面跟隨的。RFLT/2的值必須比轉換器的輸入阻抗低至少10倍。

          兩只共模電容CCM_P和CCM_N用于衰減高頻共模噪聲。差分電容至少應比共模電容大一個數(shù)量級,因為共模電容的失配會導致差分噪聲。

          如果進入任何ADC的輸入信號中包含有高于一半數(shù)據(jù)速率的頻率,即會發(fā)生混淆現(xiàn)象。為防止此現(xiàn)象的發(fā)生,應對包含噪聲和干擾成分的輸入信號進行頻帶限制。轉換器中的數(shù)字濾波器可提供一些高頻噪聲衰減功能,但是數(shù)字sinc濾波器不能完全代替抗混濾波器。在設計一個輸入濾波器電路時,要考慮轉換器過濾器網絡和輸入阻抗之間的相互作用。

          參考

          1 Baker, Bonnie, “使用模擬濾波器注入噪聲” EDN,2009年7月23日,http://bit.ly/RheNm9。

          2 Baker, Bonnie,“模擬濾波器可簡化delta-sigma轉換器設計” EDN,2008年6月12日,http://bit.ly/NLG2Se。

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