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[参考译文] ADS8861：用于采样ADC SAR的抗锯齿滤波器

admin
Guru**** 2587365 points
Other Parts Discussed in Thread: TINA-TI, OPA350, OPA320

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/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/640159/ads8861-anti-aliasing-filter-for-a-sampling-adc-sar

部件号：ADS8861
主题中讨论的其他部件：TINA-TI， OPA350， OPA320

您好，

在为ADC SAR采样设计抗锯齿滤波器时，是首选让最终滤波器/放大器级直接驱动ADC输入，还是最好/常见的做法是插入具有统一或更多增益的缓冲级来处理独立于滤波器设计的s/h输入？

我已经做到了两种方式，到目前为止，我都没有遇到任何问题，但我想知道什么是'最佳'方法？

谢谢，Keith

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    TI__Guru**** 2587365 points
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    Keith

    一般情况下，最好使用宽带宽缓冲驱动SAR输入。 在这种情况下，第一级可以针对偏移和噪声进行优化。  第二级仅针对ADC驱动和稳定进行了优化。  有时，在增益中使用放大器时，要使ADC稳定下来可能是一个挑战。  您只使用一个放大器级的主要原因是为了优化成本/尺寸。  ADC精度实验室(以下链接)讨论了如何使用TINA SPICE驱动SAR和测试设置。 https://training.ti.com/ti-precision-labs-adcs

     

    艺术

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    TI__Guru**** 2587365 points
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    Keith：

    只是为了补充艺术的评论，一个抗锯齿滤波器可以整合到第一级放大器的设计中。 (这将是我的建议，作为最佳实践。) 如艺术上所述，第二个放大器是宽带宽缓冲器。 缓冲放大器和SAR ADC之间几乎总是一种RC组合，不应被误认为是抗锯齿滤波器。 通常，此RC电路的频率切断对于有效滤波来说过高。 相反，它的作用是帮助放大器驱动由SAR输入采样电路提供的开关电容器负载。 有关该主题的更多详细信息，请参阅Art共享的链接。
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    TI__Guru**** 2587365 points
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    您好，Art，

    感谢您的回复。

    我对ADS8681EVM的电阻准确度有疑问。 正如您在下面看到的，R5/R3仅具有0.1 % 精度。

    我认为这将使整个系统等于小于10位ADC？ 因此，请告诉我如何计算此EVM的直流性能。

    顺便提一下，请解释一下为什么我们需要添加R7/R8，以及如何设计它们的价值？

    非常感谢。

    Marc

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    TI__Guru**** 2587365 points
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    您好，Bryan：

    感谢您的回复。 请共享参考电路，以显示如何将抗锯齿滤波器与第一级放大器？组合
    如果您能分享您的电路的设计细节，那就太好了。
    非常感谢。

    Marc
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    TI__Guru**** 2587365 points
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    Marc：

    当我们想到ADC的直流性能时，我们想到的参数包括负全标度误差(NFSE)，正全标度误差(PFSE)，双极零误差(BPZE)，差分非线性(DNL)和积分非线性(INL)。 所有这些参数在测量时都包括整个信号链的误差。 因此，您上面所示的全差动放大器(FDA)电路的性能以及ADC本身都非常重要。

    电阻器R3，R4，R5和R6是FDA的增益设置电阻器，其精度将对电路的NFSE和PFSE产生影响。 它们的匹配将对BPZE和线性产生影响。 因此，您是正确的，选择这些电阻器对于整体性能非常重要。

    请记住，公差会告诉您电阻器的最大值和最小值。 电阻器的大样本具有正常分布的值，分布的平均值为标称值。 最大值和最小值是平均值+/- 3个标准偏差。

    对于电阻器R7和R8，它们为输出RC滤波器提供部分电阻。 反馈回路外部的电阻还会增加FDA电路输出端的直流误差。 因此，部分电阻被引入反馈回路中，以帮助放大器准确驱动电容负载。 但是，请记住R7和R8与反馈电阻器R5和R6串联。 这意味着它们将对FDA电路的增益产生很大影响。 事实上，它是0.1 % 电阻容差的10倍以上。

    在设计输出RC组件的值，在反馈环路内拉动的阻力，调整反馈电阻器的值等方面：TINA-TI是您的最佳朋友。

    此外，有关详情，请访问以下链接，查看Precision Labs for Op-Amps：
    training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps

    对于特定问题，请随时在E2E上发布。

    ——布莱恩
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    TI__Guru**** 2587365 points
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    Marc：

    要实施反别名过滤器或任何用于此问题的输入过滤器，我们建议使用过滤器设计器(TI.com上的在线工具)为您的应用程序设计正确的过滤器。  在滤波器之后，建议使用缓冲放大器，其输出上会有一个RC电路，为SAR ADC的输入供电。  不应将此RC电路与反锯齿滤波器混淆。  我将发布两个非常一般的TINA-TI电路示例， 仅用于拓扑参考。    一个在ADC驱动放大器的输入端有一个RC (反锯齿)滤波器。  第二个在ADC驱动放大器的输入上具有二阶有源滤波器。

    玩得开心！

    ——布莱恩

    /CFS-FILE/__KEY/communityserver-discussionse-components_files/73/ADS8568_5F00_Lowpass_5F00_OPA350.TSC

    /CFS-FILE/__KEY/communityserver-discussionse-components_files/73/ADS8568_5F00_OPA350LowPass_5F00_OPA350.TSC

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    您好，Bryan：

    感谢您的详细回复。 这对我很有帮助。

    此致，

    Marc
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    Marc：

    我很高兴它有所帮助。 如果您还有任何疑问，我们将在这里为您解答。

    ——布莱恩
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    您好，

    请看一下使用OPA350在TMS320F28xxx DSP上驱动SAR转换器对电路进行的这些修改吗？

    我们添加了：
    1.无反相输入上的过滤器/去耦合盖
    2.输出上的铲斗盖
    3.稍微改变了反馈回路

    非常感谢，Keith

    e2e.ti.com/.../SAR-drive-with-OPA350.TSC

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    Keith：

    在我为您创建的上述示例电路中，OPA350 (意外)在文件名中被引用，但如果您注意到，我在电路中使用了OPA320。 OPA350是一款很好的放大器，但在使用该放大器进行设计时，应注意交叉失真区域。 OPA320没有交叉失真，因此如果您需要轨至轨线性性能，建议使用此放大器。 但是，它的增益带宽比OPA350稍低，因此它并不是一种直接替换。 我对这种困惑表示歉意。

    您的电路看起来像一个反向衰减器，允许输入接受大约-8V到8V范围内的信号。 然后输出将从3.3V左右摆幅到0V。 反馈路径中的电容器使放大器成为有源低通滤波器(具有大约2MHz的截止频率)，并且看起来非常稳定。

    我们将详细了解您的电路，并在不久后向您提供一些建议。 同时，您可能会从Precision Op-Amp团队和DSP团队获得一些更好的建议。

    ——布莱恩
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    TI__Guru**** 2587365 points
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    Keith：

    我已在所附的TSM文件中对您的电路进行了轻微修改。  您的ADC输入模型看起来不错，但LSB错误输出对我不起作用，因此我将其更改为模拟仪表。  除此之外，我使用了不同的反馈上限和不同的“充电桶”滤波器值，并更改为OPA320。  它的成本更低，在整个输出范围内提供了足够带宽的线性性能，并在转换器的1/2 LSB范围内稳定。

    /cfs/file/__key/communityserver-discussionse-components_files/73/sar-drive-with OPA320.TSC

    ——布莱恩

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    Keith：

    在所附的TSC中，您将找到您的电路并给出一些建议。  此电路对反馈电容和充电桶滤波器使用一些不同的值，并将OPA350替换为OPA320。  OPA320的成本更低，转换器输入的值在1/2 LSB内。

    /cfs/file/__key/communityserver-discussionse-components_files/73/1033.sar-drive-with－OPA320.TSC

    ——布莱恩