CN0255 設備要求（可以用同等設備代替） EVAL-CN0255-SDPZ 系統演示板( EVAL-SDP-CB1Z) 函數發生器/信號源，例如這些測試中使用的Audio Precision SYS-2522。 電源，2.5 V及4 V 帶USB端口的PC、USB電纜，安裝10引腳PulSAR軟件 設置與測試 交流性能測量設置的功能框圖如圖9所示。將2.5 V和4 V電 源連接至評估板電源引腳。 為了測量頻率響應，按照圖9所示連接設備。將Audio PrecisionSYS-2522信號發生器設置為10 kHz頻率和2.5Vp-p正 弦波，并具有1.25V直流漂移。使用評估板軟件記錄數據。 軟件分析是評估板軟件的一部分，使用戶可以采集并分析 直流和交流性能。 ? 圖9.用于測量交流性能的電路測試設置 ? lSAR?系列的其它引腳兼容16位ADC提供更高的采樣速率： AD7988-5 (500 kSPS)、 AD7980 (1 MSPS)和 AD7983 (1.33 MSPS)。請注意，采樣速率越高，功耗越高?；蛘?，如果需要更高的分辨率，合適的引腳兼容器件有 AD7691 （18位，250 kSPS）、AD7690(18-bit, 400 kSPS),AD7982（18位，1 MSPS差分輸入）、AD7984（18位，1.33 MSPS）。 對于更高的輸入電壓范圍，請為基準電壓源和ADC驅動器選擇更高的基準電壓和更高的電壓供電軌。 圖4中顯示了 AD7988-5（16位，500 kSPS）ADC在相似條件下的動態性能；不過采樣速率為500 kSPS。SNR等于86.37dB。 ? 圖4.使用500 kSPS AD7988-5 ADC在10 kHz輸入音下測得的500 kSPS采樣速率的交流性能，SNR = 86.37 dB ? 添加輸入共模電壓偏置放大器 在交流耦合應用中，輸入信號必須偏置，以便使其位于ADC輸入范圍（2.5 V基準電壓為0 V至2.5 V）的中心。圖5所示電路解決了此共模信號要求。 許多放大器在此應用中可用于緩沖目的。 AD8031 是一款單電源電壓反饋型放大器，具有高速性能，小信號帶寬為80 MHz，壓擺率為30 V/μs，建立時間為125 ns。該放大器為帶容性負載的單位增益穩定型放大器，采用3.3 V單電源時功耗低于2.5 mW。 AD8031采用5引腳SOT-23、8引腳SOIC、8引腳PDIP和8引腳MSOP封裝。在此電路中，AD8031用于緩沖到達分壓器的2.5 V基準電壓，該分壓器為 ADA4841-1的輸入提供所需的1.25 V共模電壓。表2中顯示了緩沖器使用的額外功率。 ? 圖5. 增強型電路，包括共模緩沖器，用于在交流耦合應用中確定輸入電壓范圍的中心 ? 表2. 計算的電源電流貢獻，包括VCM緩沖器( AD8031) ?加載 ?描述 ?電源電流 ?電源電壓 ?功耗 ?ADC AD7988-1 ?150 μA ?2.5V ?375 μW ?驅動器 ADA4841-1 ?1.1 mA ?4V ?4.4 mW ?基準電壓源 ?ADR4525 ?600 μA ?4V ?2.4 mW ?VCM緩沖器 ?AD8031 ?750 μA ?4V ?3 mW ?總計? ? ? ? ?10.17 mW ? 圖6. 增強型電路，包括共模和基準電壓緩沖器 ? 添加基準電壓緩沖器 在不同電路共享基準電壓源的應用中，可能需要緩沖基準電壓以確保最佳性能。本實例中，使用 AD8032 （AD8031的雙通道版本）非常有效，如圖6所示。如果緩沖ADC基準輸入，去耦值可降低至盡可能靠近該器件的10 μF陶瓷芯片電容。 圖7和圖8分別顯示了 AD7988-1 和 AD7988-5的性能，同時使用AD8032 放大器建立VCM電平并緩沖基準電壓，如圖6所示。此電路實施于 EVAL-CN0255-SDPZ 評估板上。 ? 圖7.AD7988-1在10 KHZ輸入音下測得的交流性能，采樣速率100 KSPS ? 圖8.針對類似配置，使用500 KSPSAD7988-5在10 KHZ輸入音下測得的交流性能 ? 本電路的核心是AD7988-1 16位、100 kSPS逐次逼近型ADC，采用VDD單電源供電。它內置一個低功耗、高速、16位采樣ADC和一個多功能串行端口接口(SPI)。在CNV上升沿，該器件對IN+與IN-之間的模擬輸入電壓差進行采樣，范圍從0 V至REF?；鶞孰妷?REF)由外部提供，并且可以獨立于電源電壓(VDD)。 在為本電路筆記執行的實驗中，AD7988-1評估板與系統演示平臺（SDP， EVAL-SDP-CB1Z）接口，ADC SPI兼容串行接口則連接到DSP SPORT接口。ADC SPI接口能夠將幾個ADC以菊花鏈形式連結到單三線式總線上。采用獨立VIO電源引腳時，它與1.8 V、2.5 V、3 V或5 V邏輯兼容。 AD7988-1采用10引腳MSOP或10引腳QFN (LFCSP)封裝。為方便起見，該電路板采用MSOP封裝。 ADC輸入從 ADA4841-1單位增益穩定、低噪聲和低失真、軌到軌輸出放大器進行緩沖和驅動，該器件通常在1.1 mA的靜態電流下工作。此放大器提供2.1 nV/√Hz的低寬帶電壓噪聲和1.4 pA/√Hz的電流噪聲，100 kHz時具有極佳的?105 dBc無雜散動態范圍(SFDR)。為了在更低頻率下保持低噪聲環境，10 Hz時放大器具有7 nV/√Hz和13 pA/√Hz的低1/f噪聲。 使ADA4841-1非常適合單電源應用的主要特性是，它在該應用中可以采用單供電軌供電，同時將可負供電軌接地。放大器輸出擺幅可以達到地電平的50 mV范圍內，這是本應用可接受的值。請注意，輸入共模電壓范圍從負供電軌擴展至正供電軌的1 V范圍內。為容納目標信號范圍（0 V至2.5 V），必須提供1 V裕量；因此本電路中使用4 V供電軌。ADA4841-1 采用6引腳SOT-23或8引腳SOIC封裝。 本應用中使用的2.5 V基準電壓源是 ADR4525 ，屬于 adr45XX 基準電壓源系列，可以提供高精度、低功耗、低噪聲，且具有±0.01%初始精度、極佳的溫度穩定性和低輸出噪聲。ADR4525 的低熱致輸出電壓遲滯和低長期輸出電壓漂移提高了系統性能。700 μA的最大工作電流和500 mV的低壓差（最大值）使該器件最適合便攜式設備。 用于本電路中的三個產品的額定工作溫度范圍均為?40°C至+125°C全工業溫度范圍。 性能預期 由于功耗在本應用中是關鍵，有必要分析每個元件的貢獻，以確保在眾多可用產品中選擇適當的器件。第一步是查看三個選定器件的不同電源電流。 表1中顯示了為每個貢獻元件計算和測得的典型電源電流。ADC數字接口的VIO電源可以忽略不計，因此不包括在內。測得電流與計算值的比較非常有利；無源元件可能引起小差異，使電源電流略不同于典型數據手冊規格。 表1. 計算和測得的電源電流貢獻 加載 描述 計算 測量通道 電源電流? 電源電壓? 功耗 電源電流 電源電壓? 功耗? ?ADC ?AD7988-1 ?150 μA ?2.5 V ?375 μW ?148 μA ?2.5 V ?370 μW ?驅動器 ADA4841-1 ?1.1 mA ?4 V ?4.4 mW ?1.95 mA ?4 V ?7.8 mW ?基準電壓源 ADR4525 ?700 μA ?4 V ?2.8 mW ?基準負載 ?ADC基準電流 ?60 μA ?4 V ?240 μW 總計?? ? ? ? ?7.81mW ? ? ?8.17mW 使用低值基準電壓時，AD7988-1 ADC的交流性能會有所下降。圖2中顯示了這一性能下降，其中信噪比、信納比(SINAD)和有效位數(ENOB)均顯示為基準電壓的函數。請注意，對于2.5 V基準電壓，預計SNR性能約為86 dB至87 dB。 圖2. AD7988-1 ADC SNR、SINAD和ENOB與基準電壓的關系 ? 電路測量結果如圖3所示。86.17 dB的SNR性能與2.5 V基準電壓的預計效果相當，如上文圖2所示。 圖3. 在10 kHz輸入音下測得的100 kSPS采樣速率的交流性能，SNR = 86.17 dB ? CN0255

大多數系統中，需要在性能與低功耗之間進行權衡。本電路設計的重點是考察部分權衡因素，同時在16位、100 kSPS數據采集系統中實現低功耗（8 mW，典型值）和高性能。

本電路使用 adi