集成PGIA、用于工業(yè)級信號的低功耗、多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　失調(diào)和增益誤差結(jié)果

　　表4顯示圖1中電路的各通道在各增益配置下的失調(diào)誤差測量值(以LSB方式顯示)。表4還顯示了各增益配置下所有通道的平均失調(diào)誤差。

　　測量失調(diào)誤差時(shí)，將所有通道輸入接地，在每一種增益配置下收集各通道上的32,768個(gè)樣本，并求平均值。

　　表4.所有通道和增益配置下的失調(diào)誤差測量(誤差以LSB顯示)

　　表5顯示圖1中電路各增益配置下的增益為誤差測量值。使用上文中的分析方法可以找出%FS誤差，而V/V實(shí)際增益可以通過從理想增益中減去該誤差而計(jì)算得到。

　　表5.所有增益配置的增益誤差測量

　　無通道切換情況下的性能結(jié)果

　　圖10、圖11、圖12和圖13顯示了10 kHz滿量程正弦波輸入在單通道上的FFT曲線，增益配置分別為0.4、0.8、1.6和3.2。表6顯示各增益配置下測得的SNR和rms噪聲。

　　表6.SNR、噪聲和THD與增益的關(guān)系(10 kHz輸入)

　　輸入信號由Audio Precision SYS-2700串聯(lián)信號發(fā)生器提供，電路板設(shè)為差分輸入模式。圖14顯示了各增益配置下總諧波失真(THD)測量值與輸入信號頻率的關(guān)系。這些結(jié)果與AD8251數(shù)據(jù)手冊中的THD典型性能特性相吻合。

　　圖10.FFT(10 kHz、20 V p-p輸入，增益 = 0.4，單個(gè)靜態(tài)通道)

　　圖11.FFT(10 kHz、10 V p-p輸入，增益 = 0.8，單個(gè)靜態(tài)通道)

　　圖12.FFT(10 kHz、5 V p-p輸入，增益 = 1.6，單個(gè)靜態(tài)通道)

　　圖13.FFT(10 kHz、2.5 V p-p輸入，增益 = 3.2，單個(gè)靜態(tài)通道)

　　圖14.各種輸入頻率下的THD測量值(單個(gè)靜態(tài)通道)

　　帶通道切換的系統(tǒng)性能

　　執(zhí)行多項(xiàng)測試，以便評估系統(tǒng)掃描多個(gè)通道時(shí)的性能。使用精密直流源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量相對于采樣速率的輸出碼誤差(類似測試請參見電路筆記CN-0269)以及通道間的電壓步長。另外還測量在兩個(gè)反相滿量程輸入間切換時(shí)的交流性能，信號采用精密交流源(Audio Precision AP SYS 2712)。

　　圖15和圖16分別顯示直流和交流性能測試的測試設(shè)置。通道切換速率是ADG1207從一個(gè)通道切換到另一個(gè)通道的速率，等效于AD7982的采樣速率。

　　圖15.使用直流校準(zhǔn)器的建立時(shí)間評估設(shè)置

　　圖16.使用交流信號發(fā)生器的建立時(shí)間評估設(shè)置

　　在直流測試中，兩個(gè)通道之間的電壓步長以及通道切換速率會發(fā)生改變。通道切換速率范圍為50 kHz至1 MHz，以50 kHz為增量。各增益配置下的電壓步長在不同范圍內(nèi)均有所不同。測量各通道在各種電壓步長/通道切換速率下的平均碼結(jié)果，對每個(gè)通道上的8,192個(gè)樣本求平均值。此外還測量各通道在靜止情況下(無通道間切換)的平均碼結(jié)果。下文討論的平均碼誤差由靜止情況下和通道切換情況下測得的平均碼之差得來。

　　圖17、圖18、圖19和圖20顯示了四種增益配置以及多種切換速率下，不同電壓步長的平均碼誤差。圖21、圖22、圖23和圖24顯示了四種增益配置以及多種切換速率下，滿量程電壓步長的平均碼誤差。

　　圖17.平均碼誤差與電壓步長的關(guān)系(增益 = 0.4)

　　圖18.平均碼誤差與電壓步長的關(guān)系(增益 = 0.8)

　　圖19.平均碼誤差與電壓步長的關(guān)系(增益 = 1.6)

　　圖20.平均碼誤差與電壓步長的關(guān)系(增益 = 3.2)

　　圖21.平均碼誤差與通道切換速率的關(guān)系(滿量程輸入階躍，增益 = 0.4)

　　圖22.平均碼誤差與通道切換速率的關(guān)系(滿量程輸入階躍，增益 = 0.8)

　　圖23.平均碼誤差與通道切換速率的關(guān)系(滿量程輸入階躍，增益 = 1.6)

　　圖24.平均碼誤差與通道切換速率的關(guān)系(滿量程輸入階躍，增益 = 3.2)