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专题
一款面向24位ADC的抗混叠滤波器
元器件
2019/10/08
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对很多 ADC 应用而言,在缓冲器输入端放置一 个简单的 RC 滤波器就可提供充分的抗混叠滤波。 就需要更高阶滤波器的应用而言,常常使用有源滤波器。这种滤波器中的有源组件必须有足够的带宽、 能够快速稳
LTC6363 是一款差分 运算放大器,为驱动低功率 SAR ADC 而优化。 LTC6363 提供 500 MHz GBW、780 ns 稳定至 4 ppm、 具 2.9 nV/√Hz 和 100μV 最大失调电压。 
图 1 显示了一个采用 LTC6363 的 30kHz 三阶 滤波器,该器件为与 1.5Msps/2Msps 低功率 SARADC LTC2380-24 一起使用进行了优化,并具有集 成的数字滤波器。LTC2380-24 可实时平均 1 至 65536 个转换结果,从而提高了信噪比(SNR)。这个电路的两个输入都可在±2.5 Vpp 的信号范围内 以差分方式驱动,或者一个输入可以接地,另一个输 入用高达±5 Vpp 的信号驱动。 
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图1.30kHz 三阶滤波器驱动 24 位 ADC LTC2380-24 
图 2 显示了滤波器和 ADC 合起来的频率响 应,采样率为 1.5 Msps,求取平均值的转换结果数 量(N)设定为 1 和 8。 
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图 2. 滤波器和 ADC 合起来的频率响应 
图 3. 是 PScope 的截屏图, 显示了图 1 所示电路在 N = 1 时的 FFT、SNR 和 THD。3.jpg
图3. PScope 截屏图显示了图 1 所示电路在 N=1 时的 FFT、SNR 和 THD 
图 4 和图 5 显示了图 1 所示电路在 N = 1 和8 时 THD 和 SNR 随输入频率的变化。输入频率低 于几 kHz 时,SNR 和 THD 的性能接近数据表中的 典型数字。输入频率提高到超出几 kHz 时,THD 平 滑地降低。 
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图 4. 图 1 所示电路的总谐波失真随输入频率的变化 
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图 5. 图 1 所示电路的信噪比随输入频率的变化 
关于LTC6363
 LTC6363 系列包括四个全差分、低功耗、低噪声放大器,具有经优化的轨到轨输出以驱动 SAR ADC。LTC6363 是一款独立的差分放大器,通常使用四个外部电阻设置其增益。LTC6363-0.5、LTC6363-1 和 LTC6363-2 都有内部匹配电阻,可分别创建具有增益 0.5V/V、1V/V 和 2V/V 的固定增益模块。 
集成在 LTC6363-0.5、LTC6363-1 和 LTC6363-2 中的精准电阻器在设计时考虑了整体系统性能,实现了噪声和线性度之间的平衡,并运用经激光调整的工厂校准实现了高精准度,这个精度不仅分立器件方案难以达到,而且实现成本高昂。初始增益准确度为 45ppm (最大值),在整个温度范围内的最大变化幅度仅为 0.5ppm/oC。通常受限于分立电阻器匹配的共模抑制比达到了出色的 94dB (最小值),相当于 0.002% 的电阻器匹配度。 
驱动高性能 SAR ADC 时,面临的其中一个挑战是要找一个功耗水平相似的合适驱动器,同时保持 ADC 的噪声和线性性能。LTC6363 系列在这方面非常出色。例如,LTC2378-20 20 位 SAR ADC 在 1Msps 时的功耗为 21mW,LTC6363 系列的噪声和线性度对 ADC 性能的影响可以忽略不计,而功耗仅为 19mW,与 ADC 的功耗水平不相上下。现在,通过 LTC6363-0.5、LTC6363-1 和 LTC6363-2,您可以获得与此相同的 ADC 驱动性能,以及由精准集成化电阻器提供的新增精准度,这些器件均采用相同的紧凑型 MSOP8 封装。
ADC的抗混叠滤波器
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