凌力爾特提供的精密 ADC 可提供高水平的性能。為了實(shí)現(xiàn)這種高性能，必須正確實(shí)現(xiàn)許多設(shè)計(jì)元素，例如低噪聲電源和基準(zhǔn)電壓源、適當(dāng)?shù)呐月贰⒔拥貙印⒖焖俳?a target="_blank">驅(qū)動器和低抖動時(shí)鐘。即使其中一個(gè)元件執(zhí)行不力，也會嚴(yán)重影響ADC的性能。

施加在ADC基準(zhǔn)輸入端的電壓是一個(gè)特別關(guān)鍵的元件。通常，為了節(jié)省資金或電路板空間，在具有多個(gè)精密ADC的系統(tǒng)中，工程師會傾向于在系統(tǒng)中共享一個(gè)基準(zhǔn)電壓源，而不緩沖每個(gè)基準(zhǔn)電壓源輸入。ADC中沒有內(nèi)部基準(zhǔn)電壓緩沖器的基準(zhǔn)電壓源引腳通常不是靜態(tài)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)ADC經(jīng)歷轉(zhuǎn)換過程時(shí)，REF引腳上會出現(xiàn)一系列毛刺，必須快速建立，才能使ADC準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換輸入信號。如果共用基準(zhǔn)電壓，這些毛刺會干擾相鄰ADC的轉(zhuǎn)換。即使相同類型的ADC同時(shí)轉(zhuǎn)換，也會發(fā)生這種情況。本文旨在說明當(dāng)多個(gè)精密ADC共享一個(gè)公共基準(zhǔn)電壓源時(shí)會發(fā)生什么，以說服讀者避免使用這種快捷方式。

圖 1 所示電路示出了兩個(gè) LTC2380-24 ADC 以鏈?zhǔn)侥Ｊ竭B接，采用一個(gè)公共基準(zhǔn)。LTC?2380-24 是一款低噪聲、低功率、高速 24 位逐次逼近寄存器 （SAR） ADC，具有一個(gè)集成的數(shù)字平均濾波器。LTC2380-24 具有一個(gè) 145dB 的動態(tài)范圍，并能在一個(gè) -117dB 的典型 THD 下采樣高達(dá) 2Msps。47μF基準(zhǔn)旁路電容放置在盡可能靠近ADC的REF引腳的位置，以最大限度地提高其效率。數(shù)據(jù)是用圖1所示電路獲取的，通過移除ADC A并將ADC B的RDL/SDI輸入接地來修改電路。一個(gè)ADC和兩個(gè)ADC情況的時(shí)序相同，以最大程度地減少時(shí)序變化可能導(dǎo)致的任何差異。

圖1.兩個(gè) LTC2380-24 ADC 共用一個(gè)公共基準(zhǔn)

圖2比較了一個(gè)ADC和兩個(gè)共享相同基準(zhǔn)電壓源的ADC的THD與采樣速率。如圖2所示，共享基準(zhǔn)電壓源會導(dǎo)致THD在最大采樣速率下下降多達(dá)8dB。當(dāng)采樣速率減慢至125ksps時(shí)，差異降至仍然顯著的4dB。圖3所示的THD與輸入幅度比較顯示，與單個(gè)ADC相比，共享基準(zhǔn)電壓源會導(dǎo)致THD下降超過10dB，輸入幅度范圍為-20dBFS至-9dBFS。低于-30dBFS的輸入幅度時(shí)，THD性能幾乎相同。性能上最大的差異出現(xiàn)在圖4所示的THD與輸入頻率比較中。當(dāng)輸入頻率高于41kHz時(shí)，當(dāng)2個(gè)ADC共用一個(gè)基準(zhǔn)電壓源時(shí)，THD性能開始斷崖式下降。當(dāng)輸入頻率為50kHz時(shí)，共享一個(gè)基準(zhǔn)電壓源的兩個(gè)ADC的THD性能幾乎不在圖表上，為-49dB，而單個(gè)ADC的THD性能為-104dB。即使在低輸入頻率下，THD的差異也始終大于7dB。

圖2.一個(gè)ADC和兩個(gè)共享公共基準(zhǔn)電壓源的運(yùn)算速率與采樣速率的關(guān)系

圖3.一個(gè)ADC和兩個(gè)共享一個(gè)基準(zhǔn)電壓源的ADC的THD與輸入幅度的關(guān)系

圖4.一個(gè)ADC和兩個(gè)共享一個(gè)基準(zhǔn)電壓源的ADC的THD與輸入頻率的關(guān)系

本文提供的電路和數(shù)據(jù)旨在演示當(dāng)多個(gè)高性能ADC共享同一基準(zhǔn)電壓源而每個(gè)基準(zhǔn)電壓源輸入沒有緩沖器時(shí)發(fā)生的性能損失。在采樣速率、輸入幅度和輸入頻率范圍內(nèi)，THD顯著下降。閱讀本文后，希望任何設(shè)計(jì)精密ADC電路的人都能被說服，要么為所使用的每個(gè)ADC使用單獨(dú)的基準(zhǔn)電壓源，要么用公共基準(zhǔn)電壓緩沖每個(gè)ADC基準(zhǔn)電壓輸入。

審核編輯：郭婷