INA828: 高精度低通滤波器设计

jian liu

Part Number: INA828
Other Parts Discussed in Thread: ADS1263,

现象描述：

采用ADS1263测试信号时，测试干电池，在50SPS时可以做到21.5位无噪声分辨率；

然而设置同样的参数及输出速率，测量放大200倍的小信号，无硬件滤波，在50SPS时只能做到17.5位左右的无噪声分辨率，说明信号源噪音比较大。

那么需要做到多大的信号源硬件滤波，才能让这个放大了200倍的小信号达到21.5位的无噪声分辨率。目前使用的是INA828运放，输入前端有个小的RC滤波，原始信号源是350Ω的电桥。

外置的硬件低通滤波器应该如何设计？有理论分析吗？

0 Amy Luo 2 年多前

您好，

如果使用ADC1的话，分辨率是32bits，1LSB= VREF / (Gain · 2^(N–1) )，做的21.5位无噪声分辨率，那么可以采集的最大噪声幅值是1LSB*0x3ff ;

令1LSB*0x3ff =Ns；如果输入信号噪声的最大幅值是Ni的话，那么通过滤波器它需要衰减Ni/Ns倍，才不会对有效位数产生影响；

设计滤波器就需要将含有噪声的频带，幅值衰减至Ns=1LSB*0x3ff，即将噪声信号衰减至32bits 的高21.5位不能识别的幅值，才能保证21.5位无噪声分辨率；

TI提供了如下线上滤波器工具： Filter Design Tool，希望对您设计滤波器有帮助：

0 jian liu 2 年多前

非常感谢，那我们的情况是要从17.5位衰减到21.5位，16倍的衰减；

因为噪音目前看都是低频噪音，20Hz以内的无规律噪音，这种尝试使用滤波器设计工具，工具里面得出来的信噪比都极低，给出来的精度位数大部分都在17-18位左右；不清楚工具如何得到这些精度指标数据？

我的看法是在信号放大器放大200倍会引入噪音，因为测试过去掉放大器，直接测原始信号不做任何处理噪音是非常低的能达到AD的精度；运放的选择和滤波器如何设计滤波低频选择关键

运放的选择和滤波器如何设计，关键看运放的哪些指标；我们的信号源是个1mV/V的350Ω四线电桥信号

0 Amy Luo 2 年多前回复 jian liu

我想应该是您选择运放的精度参数不太好的缘故，造成了运放引入了噪声，降低了ADC的SNR；运放主要需要考虑的参数就是输入失调电压，如果运放的输入失调电压比较大的话，再放大200倍，对输出造成的误差就会更大；

下面文档给出了电桥测量的一些连接方法和需要考虑的因素，讲的比较全面，相信您会从中找到解决方法：

放大器论坛