与大家共享：几种创新高性能ADC设计思路

设计, 性能, 思路, ADC, 新高

最近学习了一篇介绍芯海科技的高性能ADC设计的文章，感觉收获颇丰。特别是觉得其中有几个创新设计思路有一定的参考价值，列出来给和我一样的学习者分享下吧，有经验的高手们也可以出来点评一下：

一、高精度Sigma-Delta调制器
高精度ADC，特别是嵌入了处理器的SOC芯片，噪声模拟模型非常复杂，除了量化噪声及模拟部分各种器件的热噪声、1/f噪声外，还有数字电路随时钟节拍运作时产生的衬底噪声和电源噪声。

这些噪声源都严重地影响了高精度Sigma-Delta 调制器的性能。为此，我们在模拟部分设计时，充分考虑了这些噪声的调制和成型，创新性地使用了四阶随机斩波Sigma-Delta调制器。
8月帖-图1.jpg

图: Casecode结构四阶Σ-Δ调制器Z域模型

从图中可以得到四阶Z域的传输函数为： 8月帖-公式1.jpg

可以看出，经过这个调制器后，输入信号X(Z)没有什么变化，仅仅是增加了延迟，但是量化噪声被函数H(Z)=(1-Z-1)4所加权，成为高频成分，这个函数我们称为噪声成型函数。利用调制器后面的降采样滤波器，我们可以将高频部分（基带以外）的量化噪声滤除，这样我们就得到了信噪声比极高的量化信号。

二、高性能的DSP信号处理模块
高精度的ADC除了低噪声的模拟调制器外，高性能的DSP模块同样起着至关重要的作用。这个滤波器，既要保证足够高的信噪比，又要考虑系统对信号的延迟。现在的测量系统，通常都要求One Cycle Settle 即单周期建立。为此，我们必须采用先进行高速高阶滤波器，再加一阶滤波输出的方式，来同时达到高的性噪比和高的响应速度。

三高性能PGA实现方式
由于高精度ADC所探测的信号非常微弱，必须要通过前置放大器对信号进行放大，提高信噪比。前置放大器在放大信号的同时，自身也会产生噪声，并且会限制系统的共模输入范围，增加系统成本及功耗。芯海科技采用了特有的低功耗、低噪声、低成本PGA实现方式，设计出了高性能的SOC方案，大大提高了产品的市场竞争力。

收藏分享评分

回复引用

订阅 TOP