ZHCAC71 March   2022 ADC128S102-SEP , ADC128S102QML-SP , ADS1278-SP , ADS1282-SP , LF411QML-SP , LM101AQML-SP , LM111QML-SP , LM119QML-SP , LM124-SP , LM124AQML-SP , LM136A-2.5QML-SP , LM139-SP , LM139AQML-SP , LM148JAN-SP , LM158QML-SP , LM185-1.2QML-SP , LM185-2.5QML-SP , LM193QML-SP , LM4050QML-SP , LM6172QML-SP , LM7171QML-SP , LMH5401-SP , LMH5485-SEP , LMH5485-SP , LMH6628QML-SP , LMH6702QML-SP , LMH6715QML-SP , LMP2012QML-SP , LMP7704-SP , OPA4277-SP , OPA4H014-SEP , OPA4H199-SEP , THS4304-SP , THS4511-SP , THS4513-SP , TL1431-DIE , TL1431-SP , TLC2201-SP , TLV1704-SEP

 

  1.   摘要
  2. 1元件和拓扑选择 - 快速找到良好的起点
  3. 2验证
    1. 2.1 详细设计流程 – 验证时域响应
    2. 2.2 总噪声分析
    3. 2.3 线性度或频率响应
    4. 2.4 稳定性
    5. 2.5 稳定时间
  4. 3总结

2.2 总噪声分析

为了实现 16 ENOB，信号明显比 AFE 系统的本底噪声更强至关重要。换句话说，SNR 值必须足够高。

模拟工程师计算器为确定 AFE 系统的总 SNR 提供了一种简单的方法。图 2-4 使用模拟工程师计算器说明了如何从 Data Converters 菜单中选择 ADC + Signal Chain Noise。

GUID-20211213-SS0I-VTF3-RTGL-LS8HKGNWXWGK-low.jpg图 2-4 模拟工程师计算器中的“ADC + Signal Chain Noise”分析

Full Range Scale 为 5V，ADC SNR 值从 ADS1278-SP 耐辐射 8 通道同步采样 24 位模数转换器 数据表中读取。转换器输入端的 Signal Chain Noise 值需要投入的精力略多一些。使用 TINA-TI 仿真器分析图 2-1 中的原理图以了解其总噪声，请参考图 2-5 和图 2-6。

GUID-20211213-SS0I-SHFX-971X-TFLDXXGV640Z-low.jpg图 2-5 在 Tina-TI 仿真器中选择“Noise Analysis”并选中“Total Noise”
GUID-20211213-SS0I-FCKQ-DHZH-FSS8XLVVRSD2-low.jpg图 2-6 ADC 模拟输入电路的总噪声结果

在 50kHz（留有裕度的相关最高频率）时 - TINA-TI 返回 8.69μV，可将其输入模拟工程师计算器中，如图 2-4 所示。

如果只使用常规并联电压基准器件，则可以通过 TINA-TI 以类似的方式来识别电压基准的噪声水平，或者只需从数据表中读出即可。出于演示目的，选择了“2.21u”(2.21μV)。选择 OK 按钮后，该工具返回 102.94dB 的组合 SNR。

应用标准转换公式 ENOB = (SNR – 1.76)/6.02dB，计算结果为 ENOB = 16.81 位。

注： TINA-TI 不考虑非线性。因此，有必要快速查看 THD：

LMH5485-SP 数据表中的谐波失真随频率变化的情况 图（图 2-7）展示了在 50kHz 及以下频率下 –118dBc 的失真。其 118dB 的绝对值明显高于先前确定的 102.94dB 组合 SNR。因此，可以忽略非线性失真。

GUID-0B17E11F-CE86-476E-8C6D-EC973734F5AE-low.png图 2-7 LMH5485-SP 数据表在其“谐波失真随频率变化的情况”图中显示，f = 50kHz 时的 THD 约为 –118dBc