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  市場(chǎng)對(duì)工業(yè)應(yīng)用的需求日益增加，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是主要設(shè)備之一。它們通常用于檢測(cè)溫度、流量、液位、壓力和其他物理量，然后將這些物理量對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為高分辨率的數(shù)字信息，然后由軟件進(jìn)一步處理。該系統(tǒng)對(duì)精度和速度的要求越來越高，這些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由放大器電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成(ADC)其性能對(duì)系統(tǒng)有決定性的影響。

  然而，ADC輸入驅(qū)動(dòng)器也會(huì)影響整體精度，用于緩沖和放大輸入信號(hào)。此外，還必須增加偏置信號(hào)或生成全差分信號(hào)來覆蓋ADC輸入電壓范圍并滿足其共模電壓要求，在此過程中不得改變?cè)夹盘?hào)?？删幊淘鲆鎯x器放大器(PGIA)一般用作輸入驅(qū)動(dòng)器。本文提出了輸入驅(qū)動(dòng)器和輸入驅(qū)動(dòng)器。ADC通過這種組合，可以實(shí)現(xiàn)非常準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換結(jié)果，進(jìn)而構(gòu)建高質(zhì)量的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

  例如，模數(shù)轉(zhuǎn)換器LTC6373高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的PGIA，除了全差分輸出，它還具有高直流精度、低噪聲、低失真(見圖2)以及4 MHz的高帶寬，增益為1/4~16。ADC可以通過它直接驅(qū)動(dòng)，因此適合許多信號(hào)調(diào)理應(yīng)用。

  圖1中的電路顯示了使用LTC6373來驅(qū)動(dòng)精密ADC的示例，ADC是具有1.8 MSPS的20位分辨率的AD4020。

  在該電路中，LTC6373在輸入端和輸出端直流耦合，因而不需要使用變壓器來驅(qū)動(dòng)ADC。增益可通過引腳A2/A1/A0在0.25 V/V至16 V/V 之間進(jìn)行設(shè)置。在圖1中，LTC6373采用差分輸入至差分輸出配置和±15 V對(duì)稱電源電壓?；蛘撸斎胍部梢允菃味溯斎?，而輸出仍然是差分輸出。

  在圖1中，輸出共模電壓通過VOCM引腳設(shè)置為VREF/2。這樣就可實(shí)現(xiàn)LTC6373的輸出電平轉(zhuǎn)換。LTC6373的每個(gè)輸出在0 V至VREF之間變化，因此在ADC輸入端有一個(gè)2× VREF幅度的差分信號(hào)。LTC6373的輸出端和ADC輸入端之間的RC網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)單極點(diǎn)低通濾波器，它可降低在ADC輸入端切換電容時(shí)產(chǎn)生的電流毛刺。同時(shí)，低通濾波器限制了寬帶噪聲。

  圖2顯示LTC6373的信噪比(SNR)和總諧波失真(THD)，其在整個(gè)輸入電壓范圍(10V p-p)內(nèi)驅(qū)動(dòng)AD4020 SAR ADC(高阻態(tài)模式)。在吞吐量為1.8 MSPS，濾波器電阻(RFILTER)為442 Ω時(shí)可獲得比較滿意的效果。在1 MSPS或0.6 MSPS時(shí)，制造商建議RFILTER為887 Ω。

  LTC6373可驅(qū)動(dòng)大多數(shù)具有差分輸入的SAR ADC，不需要另外增加 ADC驅(qū)動(dòng)器。但是，在某些應(yīng)用中，在LTC6373和精密ADC之間可以使用單獨(dú)的ADC驅(qū)動(dòng)器來進(jìn)一步提高信號(hào)鏈的線性度。

  圖1中所示的電路針對(duì)快速、高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。因此，LTC6373的出色特性有助于對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理。借助在線工具ADI Precision Studio，特別是其中包含的ADC驅(qū)動(dòng)器工具，ADI公司可以為此類放大級(jí)、濾波器和線性電路設(shè)計(jì)提供更多支持。

  LTC6373

  可編程增益引腳：

  G = 0.25，0.5，1，2，4，8，16V/V+關(guān)斷

  全差分輸出

  增益誤差：0.012%(最大值)

  增益誤差漂移：1ppm/°C(最大值)

  CMRR：103dB(最小值)，(G=16)

  輸入偏置電流：25pA(最大值)

  輸入失調(diào)電壓：92μV(最大值)，G=16

  輸入失調(diào)電壓漂移：1.7μV/°C(最大值)，G=16

  –3dB 帶寬：4MHz，G=16

  輸入噪聲密度：8nV/√Hz，G=16

  壓擺率：12V/μs，G=16

  可調(diào)共模輸出電壓

  靜態(tài)電源電流：4.4mA

  電源電壓范圍：±4.5V~±18V

  額定溫度范圍為 –40°C~125°C

  小型12引腳 4mm×4mm DFN (LFCSP) 封裝