1 引言

数据采集系统 (DAQ) 应用广泛，从刹车测试中的加速度和速度测量，到结构健康监测中的应变测量，不一而足。

DAQ 系统中使用的一些传感器可以在其数据表中提供指定的测量带宽。例如，振动监测中使用的典型 MEMS 加速计的频率响应可以为直流 (0Hz) 至 10kHz。然而，在测量带宽之外，传感器可能具有谐振频率，这是传感器最灵敏的位置，可能会导致测量结果失真。前面提到的 MEMS 加速计可以具有大约 60kHz 的谐振频率。接近 60kHz 的任何杂散信号都可能被放大，从而导致测量误差。要修正此误差，可使用抗混叠滤波器来滤除不需要的频率。请注意，传感器的谐振频率只是可能出现在测试环境中的噪声的一个示例。

本报告重点介绍使用 PGA855、THS4551 和 ADS127L21 为高达 100kHz 的带宽设计的信号链，如图 1-1 所示。ADS127L21 的评估板具有板上存在 THS4551 的抗混叠滤波器，但带宽和容差不适用于更高的频率。进行了调整以增加滤波器带宽，并通过仿真和硬件测量进行了验证。

ADS127L21 是一款 24 位、高速、宽带宽、Δ-Σ 模数转换器 (ADC)。ADS127L21 可提供出色的交流和直流性能，以及多个内部数字滤波器选项，其中包括完全可编程的有限脉冲响应 (FIR) 和无限脉冲响应 (IIR) 滤波器，因此非常适合各种数据采集应用。THS4551 是用于驱动 ADS127L21 的差分放大器。ADS127L21 专为具有出色直流精度、低噪声以及稳健容性负载驱动而设计，因此非常适合需要高精度以及出色信噪比 (SNR) 的数据采集系统。

PGA855 是输入放大器。PGA855 是一款精密的高带宽可编程增益仪表放大器。PGA855 具有八种二进制增益设置（从 0.125V/V 的衰减增益到最大 16V/V），可以通过三个数字增益选择引脚进行选择。使用 VOCM 引脚单独设置输出共模电压。该器件采用德州仪器 (TI) 的超 β 输入晶体管，这些晶体管可提供超低输入失调电压、漂移、输入偏置电流、输入电压噪声和电压噪声。