图1. 工业信号用高精度、24位ADC驱动器（原理示意图：未显示所有连接和去耦）
电路描述 工业电平信号施加于AD8475精密差分漏斗放大器上，该器件可将输入信号衰减0.8倍或0.4倍。它集成经过调整并匹配的精密电阻，用来控制衰减。当AD8475使用5 V单电源并且增益设置为0.4时，此电阻支持最高±12.5 V的单端或差分输入。器件提供最高±15 V的输入过压保护。 当输入信号（增益为0.4）处于±10 V单端或差分输入范围内时，AD8475和AD7176-2器件组合能够保持线性度，如图4中的测量INL限值所示；图中，测量端点分别为？10 V和+10 V.此时，AD8475的输出摆幅介于0.5 V和4.5 V之间。 通过对VOCM引脚施加所需的共模电压，便可设置共模输出。图1所示电路中，通过将AD7176-2 ADC的2.5 V REFOUT电压施加于AD8475的VOCM引脚，完成共模电压的设置。 AD8475提供衰减和电平转换，以便驱动AD7176-2的采样电容输入；功耗仅为3.2 mA. AD8475放大器的输出连接到RC滤波器网络，可提供差分和共模噪声滤波以及AD7176-2输入采样电容所需的动态充电。该网络还可隔离放大器输出，使其不受动态开关电容输入的反冲影响。共模带宽（RIN、C1）为59 MHz.差模带宽（2 × RIN、0.5C1 + C3）为9.8 MHz 还可设置AD8475，使其接受单端信号。将-IN 0.4×输入接地，并对+IN 0.4×输入施加单端信号。 AD7176-2 24位、Σ-Δ ADC对AD8475的输出进行采样，并转换为数字输出。转换速率和数字滤波器特性可针对5 SPS至250 kSPS的输出数据速率进行调节。 AD7176-2可配置为两个全差分输入或四个伪差分输入。ADC支持最高50 kSPS的通道扫描速率。AD7176-2的无噪声位性能为17.2位（250 kSPS）；20.8位（1 kSPS）；以及21.7位（50 SPS）。 图2表示输入接地时的总系统有效均方根噪声。数据速率为250 kSPS时，有效均方根噪声约为30 μV rms.请注意，满量程时，本电路的线性度在±10 V输入下达到最佳状态，计算时满量程输入设为20 V p-p. 
图2. 均方根输出噪声与输出数据速率的关系
有效分辨率以位数表示，折合到20 V满量程输入范围的计算公式为： 有效分辨率 = log2（FSR/均方根噪声） 有效分辨率 = log2（20 V/30 μV） = 19.3位 
图3. 有效分辨率（均方根位数）与输出数据速率的关系
先将均方根噪声转换为峰峰值噪声近似值（均方根噪声乘以系数6.6），有效分辨率便可转换为无噪声代码分辨率。计算结果约为2.7位，随后将其从有效分辨率中扣除，以得到无噪声代码分辨率。如本例所示，经计算后，19.3位有效分辨率相当于16.6位无噪声代码分辨率。这一结果与AD7176-2在无缓冲短路输入情况下，输出数据速率为250 kSPS时的17.2位无噪声位规格相比，大约有0.3位的差异。这是由于本例仅采用±10 V作为满量程范围，而非±12.5 V的最大值。 图4显示采用端点法获得的系统积分非线性，用满量程（FSR）的ppm表示。 
图4. 积分非线性（INL，以FSR的ppm表示）与输入电压的关系
虽然本电路主要设计用于处理直流输入，但它也能转换低频交流输入。其失真性能随模拟输入幅度的变化而改变。图5和图6分别显示-1 dBFS和-6 dBFS以及1 kHz正弦波情况下的性能。由Audio Precision 2700系列音频源产生的正弦波直接输入AD8475. 
图5. AD8475至AD7176-2的FFT性能（1 kHz、-1 dBFS输入音、16384点FFT）
图6. AD8475至AD7176-2的FFT性能（1 kHz、-6 dBFS输入音、16384点FFT）
若要获得最佳的高分辨率系统性能，则出色的印刷电路板（PCB）布局、接地以及去耦技巧是必不可少的。详细信息，请参考指南MT-031、指南MT-101、AD8475数据手册及AD7176-2数据手册。欲查看完整原理图和印刷电路板的布局，请参见CN-0310设计支持包。 常见变化 图1所示电路中，AD8475所选增益为0.4.若选择了0.8增益，则满量程范围将从±10 V下降到±5 V，导致灵敏度翻倍。 使用额外AD8475器件的第二条通道可连接AD7176-2的AN0/AN1引脚。 ADR445基准电压源可替换为具有300 mV压差的ADR4550基准电压源。 电路评估与测试 设备要求 需要使用以下设备： EVAL-AD7176-2SDZ评估板和软件 系统演示平台（EVAL-SDP-CB1Z） 精密直流电压源 Audio Precision 2700系列（交流输入） PC（Windows 32位或64位） 7 V至9 V直流电源或壁式电源 软件安装 AD7176-2评估套件包括一张光盘，其中含有自安装软件。该软件兼容Windows XP （SP2）、Windows Vista和Windows 7（32位或64位）。如果安装文件未自动运行，可以运行光盘中的setup.exe文件。 请先安装评估软件，再将评估板和SDP板连接到PC的USB端口，确保PC能够正确识别评估系统。 完成光盘安装后，将EVAL-SDP-CB1Z（通过连接器A或连接器B）连接到EVAL-AD7176-2SDZ，然后利用附送的电缆将EVAL-SDP-CB1Z连接到PC的USB端口。 检测到评估系统后，确认出现的所有对话框。这样就完成了安装。 设置与测试 有关使用软件和运行测试的完整详细信息，请参考UG-478用户指南。 图7显示测试设置的功能框图。 若要测试图1中的电路，硬件需要经过下文所述的微小改变： 信号从位于J8端子板上的A2和A3输入端输入到AD8475. 改变连接到位置C的SL9和SL10焊点，可将来自J8的A2和A3信号路由至AD8475输入端。 安装10 Ω （0603）阻值的R64和R74，将AD8475输出连接至AD7176-2的AIN2和AIN3引脚。 移除板卡底部的R110和R120电阻（如UG-478用户指南中所示）。 
图7. 测试设置功能框图
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