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你好
欢迎来到 TI 高精密实验室
下面再来看一下 FDA
失真情况和驱动电路情况
我们深入了解一下 FDA 本身的失真
这个失真是由于 FDA 的传递函数非线性导致
通常这种非线性导致的失真很小
可以忽略
但也是可以用多项式级数来描述的
在图片中的上面
我们用多项式描述了同相端的传递函数
下面描述了反相端的传递函数
X代表输入差分信号
可以看到
由于上下两条反馈路径是相反的
并且假设两条路径的系数是相同的
那么两个传递函数在偶次项将会
在输出端被抵消
仅仅保留了奇次谐波
注意到 FDA 可以抵消
自身产生的偶次谐波
但是对于输入信号里面
包含的失真是无能为力的
所以这一点要注意
还有就是两条反馈路径要精确相等
才能抵消偶次谐波
所以反馈电阻最好完美匹配
并使用千分之一
20 ppm 的金属膜电阻
许多 ADC 需要差分输入
而信号又是单端的
如图电路可以使用 FDA
将单端信号转化为差分信号
例子中输入信号为0到5V
需要转换为正负5V的差分信号
并且共模电压为 2.5V
这个 2.5V 可以通过 ADC 基准电压
分压一半得到
并且需要通过高速缓冲器
提高分压器的驱动能力
U2 和 U3 都需要使用
高速放大器的原因是因为
SAR 形 ADC 输入开关电容结构的需求
后续会讨论到
也有一个简单的办法
就是高速缓冲器的带宽 G
要除 B
除以采样时间要大
左边是输入输出信号的例子
输入范围0到5V
输出转化为正负 5V
共模电压为 2.5V
共模电压由 Vcm 设置为
ADC 基准电压的1/2
以满足 ADC 对共模电压的要求
红色方框中的是输出关系式
例如使用 3.75V 的输入电压
通过公式一步一步的计算
可以得到输入输出节点的电压
前面讨论了单极性信号的转换
现在讨论双极性信号转化为全差分信号
和前面唯一的区别就是
反相端 RG1 接地而不接 Vcm
输入正负 2.5V
可以转化为正负 5V输出
并且共模电压为 Vref 的一半
可以看到同相端信号和输入信号一致
而反相端被反相
两个信号同时被抬升的共模电压
红色方框中的公式展示了输入 1.25V 的例子
将共模电压提升 0.1V
就可以将提高单端转差分电路的线性输入范围
以减小负向电源对摆幅的限制
注意仅仅是 0.1V
多了会超出 ADC 共模电压的限制
或者使用 LM7705 将负电源轨设计为 -0.2V
这将电源轨的限制
可以使用 5.4V 的供电电压解决
举个例子
左侧的波形为 0.5V
转化为输出为 0.1 到 5.1V 的差分电压
使用THS45521的话
最小输出比 0V 多了0.15V
提升 0.1V 的共模电压
可以提升0.1V的摆幅
5.4V 的正向供电可以得到 5.1V 的摆幅
所以正向摆幅不是问题
好的
本章节就到这里
你也可以通过测验题来提高您对这个章节的理解
课程介绍
共计9课时,33分38秒
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