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如何用低成本的模数转换器对昂贵的传感器进行数字化处理?

2017-03-11 14:02分类:变频器 阅读:

 

    LTC2450是一款采用2mm×2mm DFN封装的16位、单端输入、E-A型ADC,不过千万不要因为这款器件外形尺寸‘小和成本低就小瞧它。LTC2450拥有引人注日的DC规格,包括2LSBrNL、2LSB偏移和0.0l%的增益误差,从而使其成为诸多高端工业传感器以及多种数据采集、测最、控制和通用型电压监视应用的理想选择。
    比如,SETRA Model 270是一款非常精准的气压传感器,经常在气象站和半导体制造过程中使用。600~1100毫巴的输入范围对应于一个OV~5V输出。尽管它具有很高的准确度,但并不需要借助一个昂贵的ADC来充分利用该传感器的性能。对于270所拥有的0.05%准确度而言,LTC2450的DC规格可谓绰绰有余。图4-155示出了基本的连接,而图4-156则示出了上下楼梯时所发生的气压变
化(在每一楼阶上休息片刻)。在进行了2500次采样之后,传感器被放置在楼梯最F面的一级,并仅测.量环境压力中的变化。该曲线图末端处的尖峰是由于门的开启和关闭所致。SETRA 270必须被视作…个四端子器件,因为负输出的标称值比负激励电压高5V。]



 
    混合信号设计师常常试图通过对样本进行平均处理,以从一个ADC更高的分辨率。平均处理缩减了信号带宽,并改善了分辨率,但它消耗了处理资源,造成固件的复杂化,并要求必须采用一个快速ADC(即使应用有可能只需要一个低得多的数据速率),而且它并未改善准确度。LTC2450非常高的固有准确度,且拥有执行平均处理的能力。LTC2450前端采样速率为3.9Msps,利用一个Sincl数字滤波器将其抽取至每秒执行30次采样操作。该滤波器的有效带宽约为30Hz,这意味着30Hz~3.9MHz之间的噪声得到了极大的衰减。当与一个简单的单极点滤波器组合起来使用时,宽带噪声通常就不是一个问题了。
    LTC2450的一个突破性的特点是其采用了专有的调制器开关方案,与其他具有相似规格的ADC相比,该方案使平均输入电流减小了几个数量级。一般而言,由于流过电阻器的ADC平均输入电流的原因,RC滤波器会产生偏移和增益误差。LTC2450具有非常低的平均采样电流(仅50nA),因此,当采用一个lkQ、O.lyF滤波器时,产生的误差将小于ILSB。该滤波器完全足以限制大多数用于驱动ADC的有源器件的宽带噪声,并防止来自调制器的采样电流“尖峰”对信号源产生不良的影响。





 

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