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[参考译文] THS4541:在输入驱动电路中使用 THS4541时改进18位 SAR ADC 的 HD3

Guru**** 1820090 points
Other Parts Discussed in Thread: THS4541
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1205080/ths4541-improving-hd3-of-18-bit-sar-adc-when-using-ths4541-in-input-drive-circuitry

器件型号:THS4541

您好!

我们将在前端电路中使用 THS4541来驱动 ADC 的输入。 它采用单端输入、并在我们的用例中提供差分输出。 ADC 的理论本底噪声约为85dBFS、ADC 预计满量程输入为3.2Vp-p THS4541由+3.3V 和-0.23V 的电压轨供电。 我们将检查系统(输入驱动器+ADC)在10kHz、250kHz 和2MHz 输入频率以及10MSPS 至50MSPS 采样频率下的性能。 在较低频率下、我们对性能感到满意:SNR 约为83dBFS、HD2接近100dBc、HD3接近90dBc。 但在2MHz 下、尽管可以获得相同的 SNR 和 HD2、但 HD3降至75dBc。  

根据数据表图、我们知道放大器需要较大的差分输出负载、在接近2Vp-p 的输出摆幅和较低的输入频率下工作得更好。 根据我们的需求、我们已经围绕 THS4541设计了一些电路来满足性能 要求。  

  • 有一个20MHz LPF 可带宽限制 THS4541输出端的噪声
  • 该放大器还在其输出端看到一个100pF 差分负载、作为防止采样反冲在输入端反映为干扰所需的滤波器的一部分
  • 使用两个200欧姆电阻器通过器件 VCM 引脚设置输入共模

我已随附了我们的输入电路的图片、其中包括如下所示的一些更改、请仔细阅读并提供一些更改建议、这些更改可以帮助 在2MHz 时提高 HD3性能而不会导致 HD2或 SNR 下降。

R79和 R92被替换为接地的10uF 电容器。 移除 R81 (50欧姆)。 R7和 R8被替换为200欧姆。 放大器的输入由具有50欧姆源阻抗的 SMA100A 提供。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    嗯、Akash、  

    不确定为什么您具有如此重的输入端接、这可能会在输入端导致 HD、如果可能、则减轻负荷、  

    HD3在很大程度上有负载、您可以减轻其重量(噪声稍高)增大 R 值、  

    另外、这里还有一个我认为效果非常好的替代滤波器类型。 有时、将最后一个电容器分开并在每个 ADC 输入上将其作为电容器的一部分接地、有助于抑制干扰。  

    这是文件、  

    e2e.ti.com/.../THS4541-2018-model-gain-of-2.5-with-filter-to-ADC.TSC

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    Michael、您好!

    感谢您抽出宝贵的时间对此进行回复。 根据您的输入、我尝试了以下两种配置:

    我们通过源阻抗为50欧姆的 SMA100A 信号发生器驱动放大器单端。 输入侧端接是为了在输入的 P 侧和 M 侧获得相对于交流输入所见电阻的对称性。

    为此、我获得了一个大约95-98dBc 的 HD2和75dBc 的 HD3 (相对于我们先前使用的内容、到目前为止没有变化)、但 SNR 从先前的83dBFS 值下降到75dBFS。 我是否以某种方式误解了您的建议?  

    此外、采样毛刺似乎未被有效滤除。 ADC 的输入端有伪影、这些伪影在采样时钟关闭后会消失。 我没有非常清晰的图像、因为我目前受限于我使用的示波器和探头的带宽。

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    您的输入网络不正确、  

    您需要阅读 THS4541数据表中的输入阻抗匹配单端至差分转换部分、由于从 Rg 元件的一侧看存在有源输入阻抗性质、因此该部分非常复杂、但所有公式都存在、第9.4.1.4节、  

    以下是正确的输入设置、仍然使用750欧姆的射频-此外、现在还可以在输入引脚上去掉4pF 电容、以后可以根据需要使用它、  

    此处是 ADC 输入端的 SNR 仿真、25.6dB。  

    这个更新后的文件  

    e2e.ti.com/.../6472.THS4541-2018-model-gain-of-2.5-with-filter-to-ADC.TSC

    是的、如果您使用的是 BP 滤波器、则需要交流耦合 R5和 R6、但如果改为低通滤波器会更容易。 那么您可以在 FDA 中实现直流耦合、并确保平衡、