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单片机开发:关于AD转换设计中的基本问题整理(三)

活动时间:2019-10-11

单片机开发鼎盛合科技分享关于单片机开发中的一些问题及答案整理,帮助了解数据转换器错误及参数,AD转换设计中的基本问题

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61.在高速模数转换时,是不是不能以芯片内部的参考电压为准,都需要外部参考,有没有可能芯片内部参考电压也达到一般外部参考那么稳定?

使用内部参考电压,由于参考电压在ADC转换时会sink/source电流,这会影响ADC的电源电压,进而影响ADC的SNR。一般系统精度要求很高的场合常使用外部参考。


62.目前ADI公司的ADC芯片中,分辨率高于14bit,zui高速率能达到多少?双通道,分辨率高于14bit,zui高速率能达到多少?
14bit的ADCzui高为150MSPS。

63.传递函数不连续(DNL不连续)会导致什么问题?如果应用中遇到这个问题,我应该如何处理?使用软件补偿吗?如果不连续,为什么芯片不能从硬件角度去做补偿? 

DNL不连续会导致丢码,这个问题没有办法在外部做补偿,这是ADC本身的特性。ADI的ADC都是保证没有丢码的问题存在的。 


64.开关电源对数据转换出错的影响有多大?开关电源的频率建议多高zui为合理? 

你可以加LDO或者LC滤波器减小电源纹波和噪声。一般ADC的PSRR会比较高,位数低的ADC如10bit对电源要求不高,但高位数的ADC如16bit对开关电源要求比较高。开关电源频率选择和功率,效率有关。普通的开关频率一般选择为100KHz-300KHz。


65.从信噪比角度来看,要实现多路AD,是采用单个多路AD的芯片实现?还是用多个个单路的AD实现好? 

采用多个ADC芯片效果会更好。因为单芯片多通道的芯片,通道之间会有干扰。 


66.怎样判断转换错误是干扰信号引起的还是转换本身引起的?

对于高频的要用高精度的基准源,高精度的可以将输入端短路来测试ADC本身上的噪声特性。


67.为了降低高频干扰,开关稳压器后面使用LDO是否有好处? 

会有好处。你可以选择低噪声的LDO。


68.那种类型的A/D在进行布线的时候,要特别的注意电磁干扰的抑制?有什么好的建议? 

一般来讲ADC不需要考虑这个,而是在电源端考虑电磁干扰抑制。如果用到高速的数字器件或者时钟的话,可以考虑加一个屏蔽罩。


69.陷波器和抗混叠滤波器有什么不同? 

陷波器就是将某一频率下的干扰做足够的衰减,可以理解为带阻滤波器,而抗混叠滤波器可以理解为低通滤波器。 


70.噪声混叠是否会导致ADC的SNR下降?

混叠是由于采样率<2倍的信号频率是产生的,这是会使得滤波器的设计变得困难,从而噪声的滤除变得困难,SNR也会受到影响。 


71.由LDO向ADC供电改为使用开关电源向ADC供电时,对EMC性能的影响?

这要看你开关电源的EMC处理情况,如果开关电源EMC/I处理不好,系统就有EMI/C问题。由LDO向ADC供电改为使用开关电源向ADC供电可能会影响ADC的精度。


72.如果测量的是很低频率的模拟信号(小于10Hz),直接单端测量和将信号转换成差分信号后驱动ADC相比,哪种方式测量精度会更高? 

你可以直接单端测量就可以。


73.脉冲模式的A/D时序控制复杂吗?是A/D内部实现的吗? 

对于用户端来说,都是用CPU控制ADC的通信接口,这并不复杂。



74.为了消除噪声干扰,如何才能尽量减少AC环路 ?

布局布线的时候要尽量考虑信号线的回流路径,使得回路面积尽量小。 


75.现在想做一个项目用到16位的高速ADC,但是前端模拟信号本身的噪声比较大,会浪费掉3~4位的精度,为此你们觉得选择16位的ADC有必要吗? 

如果输入信号本身的噪声只要12位,而且无法通过处理来降低噪声,那么就不要使用16bit的ADC。 


76.一般ADC封装上都有很多模拟电源引脚,比如AD7656就有8个AVcc,在设计PCB时,如何把他们连接到电源上? 
zui好是有一层电源平面,就近将AVCC接到电源上,注意电容的分布。新设计建议使用AD7656-1,与AD7656相比,-1电源引脚上需要的电容较少。 


77.专家是否能推荐几款低温漂的Rail-to-Rail的高精度运算放大器呢?

AD8628、AD8638 


78.现在的系统中很多都是单一的开关电源供电,那么对于系统中ADC、DAC的数字电源、模拟电源、数字地、模拟地,要如何处理? 

数字电源可以通过一个磁珠后从模拟电源引出。如果允许,尽量使用分离的电源芯片为模拟和数字电源供电。 


79.有些ADC会在时钟输入端加入高频抖动源,这样做能够提升adc的有效位数么? 

可以用单电源供电,但要注意AD620的Reference需要接到0.5的电源电压处。 


80.请问采样时如何才能避免信号的丢失? 

只能通过提高采样率或滤波。


81.如何区分干扰是从前端进去的?还是从电源进去的? 
对于高精度的应用,可以把输入端短路来测输出,如果干扰依然不变,就应该是电源和参考等引起的。 


82.高速ADC和低速ADC在干扰的处理上有什么不同吗?

相同的是加入去藕电容来消除干扰。layout可能有些不同,高速ADC一般采样地平面,就近接地,低速一般是数字地模拟地分开,单地接地。


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