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模拟/数字技术
16位ADC提供19位分辨率的电路设计
发布日期：2009-3-16 15:19:43 文章来源：搜电 浏览次数： [pic]24
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许多数据采集系统都要求高精度和快速采集数据，以便允许该系统能够检测小信号并且
能将更多的传感器通道聚集在同一系统。传感器通道越多，系统的外形就能够越小，成
本和功耗也越低。远程光通信和医用设备（例如，CT扫描仪）即得益于快速和高精度的
数据采集系统。在光功率系统（例如，激光泵）中，需要不断监视其功率水平。在这种
数据采集系统中，对于需要≥90dB动态范围的输入激光功率，其激光控制环路响应时间要
求具有1MSPS的采样率。在CT扫描仪中，数据采集系统必须具有16 b到22
b的分辨率，以便处理通过各种人体组织的宽动态范围的X射线信号。该系统需要大量的
光检测器（较多的数据采集通道）和高精度数据采集以提高图像分辨率。
以上两个例子说明了系统要求的是相对精度，而非绝对精度。尽管能够检测出10nW
的功率变化相对于1μW的输入光功率很重要，但同样的10nW变化作为1.00001mW与1mW之差
的绝对值则显得无足轻重。然而表征模数转换器（ADC）精度的技术指标--
积分线性误差（INL）是一种绝对误差。为了获得最佳相对精度，本文提出一种创新的解
决方案是在精密ADC前端使用可编程增益放大器（PGA）。AD7677
ADC的满量程线性误差为±15 ppm（在16 bit分辨率条件下为±1
LSB）。在此ADC前端的PGA达到稳定状态的建立时间必须足够快，以便与具有相同分辨率
ADC的转换速度相匹配。另外，该PGA还必须具有尽可能低的噪声，因为它决定数据采集
系统的信噪比（SNR）。为了解决这些问题，本设计中的放大器采用AD8021运算放大器，
它具有满足设计要求的速度、精度和快速建立时间，并且其电压
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