ZHCSSC8 December 2023 ADS1114L , ADS1115L
PRODUCTION DATA
10.1.5 模拟输入滤波
模拟输入滤波有两个用途：
- 限制采样过程中混叠的影响
- 降低测量过程中的外部噪声
如果输入信号的频率分量高于 ADC 采样频率的一半（也称为奈奎斯特频率），将发生混叠。这些频率分量发生折返并在实际所关注的频带中显示为小于采样频率的一半。数字滤波器的滤波器响应（如图 10-3 所示）以采样频率（也称为调制器频率 (fMOD)）的倍数重复。频率高达一定值的信号或噪声（滤波器响应在该频率下发生重复）会在数字滤波器的作用下发生一定程度的衰减，具体取决于滤波器结构。除非由外部模拟滤波器进行衰减，否则输入信号中存在的接近于调制器频率或其倍数的任何频率分量都不会衰减并混叠回至相关的频带。
图 10-3 混叠的影响许多传感器信号本质上是带限信号（例如，热电偶的输出具有有限的变化率）。在这种情况下，当使用 ΔΣ ADC 时，传感器信号不会混叠回至通带。然而，沿着传感器接线或应用电路拾取的任何噪声都可能混叠到通带中。电源线路周期频率和谐波是常见噪声源。电磁干扰 (EMI) 或射频干扰 (RFI) 源（例如附近的电机和手机）也会产生外部噪声。另一种噪声源通常以时钟和其他数字信号的形式存在于印刷电路板 (PCB) 上。模拟输入滤波有助于移除意外出现的信号，防止其影响测量结果。
一阶阻容 (RC) 滤波器（在大多数情况下）足以完全消除混叠或将混叠的影响降至传感器噪底范围内的某一水平。一般而言，任何超过 fMOD/2 的信号都会衰减至低于 ADC 的本底噪声的水平。ADS111xL 的数字滤波器可在一定程度上使信号发生衰减。此外，噪声分量的幅值通常小于实际传感器信号的幅值。因此，系统设计最初通常选择截止频率设置为与输出数据速率相等或是其 10 倍的一阶 RC 滤波器。