Δ-Σ ADC模数转换器抗混叠滤波器组件选择

浏览次数: 作者:admin 来源:未知 日期:2024-01-20

  ,滤波器结构通常由两个滤波路径组成:一个差分滤波器(源自两个滤波器ILCDIFF 的组合);和一个共模滤波器(源自一个滤波器电阻 RFILTER 和共模电容器 CCM 的组合)。这如图 1 所示。

  [注意:如果您有一个单端输入,其中AINN 是接地参考,则滤波器将由 RFILTER 和 CCM 组成。但是,设计指南将与下面描述的 差分 滤波器的设计指南相同。]

  对于每个问题,ADS124S08 (24 位、12 通道、4kSPS Δ-Σ ADC)将用作示例数据转换器,以帮助说明如何将这些设计原则付诸实践。

  抗混叠滤波器的目的是将频率内容保持在 ADC 调制器频率 (fMOD) 或附近,使其不再混叠回传通带,因为这些频率不会被数字滤波器本身拒绝。因此,请设置差分滤波器的 3dB 截止频率 fC-DIFF,使其比 fMOD 低 10 到 100 倍。这将分别导致 fMOD 周围出现 20dB 至40dB 的频率抑制。所需的抑制量取决于系统的设计目标。如果您想了解有关抗混叠滤波器基础知识的更多信息,以及您应该关注调制器频率混叠的原因。

  在图 1 所示的系统中单位矢量,滤波电阻器也用作电流限制器。因此,该电阻器的尺寸可限制最大引脚输入电流 (IMAX),如 ADC 的绝对最大额定值表所示豹品淘官网。要确定此电阻上允许的压降,您需要在系统输入 (VOV) 上看到预期过压条件以及 ADC 集成(VESD) 的接通电压。然后,您可以使用以下公式来求解电阻器值 RFILTER:

  如果您假设 AVDD = 5V,并且预期的最大过压条件 VOV 为 20V,那么您现在可以获得确定 RFILTER 最小阻值所需的全部信息:

  请注意,在给定系统参数的情况下,这是电阻器可用于限制进入 ADC 引脚的电流的绝对最小值。妥善做法是在计算电阻器阻值时,允许过压条件和最大电流有一定的裕量电气传动。这可确保提供更强大的保护电路,以适应任何潜在的系统变化。例如、您可以假设 VOV 的容差为 10%,IMAX 的容差为 30%:

  由于您已经确定了滤波器截止值和电阻器阻值,因此可以使用以下公式来确定差分滤波器 CDIFF 的电容器容值:

  然后选择共模电容器 CCM,使其比 CDIFF 小 10 到 20 倍,这样:

  给定之前确定的 RFILTER 和 fC-DIFF 值后,您可以按如下所示计算电容器值:

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