内含低噪声可编程增益放大器的24位∑-Δ模数转换器AD1555/AD1556

3 电路描述  

3.1 AD1555的调整电路

AD1555 内部包含一个模拟多路转换器、一个全微分可编程增益放大器和一个四级∑-Δ调制器。模拟多路转换器允许从四个外部输入端选择全微分输入、内部参考地或外部满偏参考电压。全微分可编程增益放大器有五种增益设定，分别是1，2.5，8.5，34和128。五种不同的输入范围分别是16V，636mV， 187mV，47mV和12.4mV（根据引脚CB0-CB4的输入决定）。调制器运行时的额定抽样频率为256kHz，AD1555的输出位流与输入电压成比例，经有限脉冲低通数字滤波器可滤除该位流，最后通过AD1556串行接口输出24位字数据。滤波器截止频率和输出率可由片上寄存器编程或通过数据输入引脚用硬件控制。

AD1555的动态性能和等效输入噪声因不的增益和输出率而有所不同，选用PGA的不同增益设定能将系统总的动态范围扩展到146dB。

AD1555在双重模拟输入（±5V）下工作，而数字部分在+5V下工作。AD1556在3.3V或5V电源下工作。每个装置都可在低功耗及备用状态下运用。

3.2 AD1556数字滤波器

AD1556 是一个线性低通FIR数字滤波器，它取AD1555的输出位流进行过滤和抽样。由于AD1556使用一个用户可选择的7档滤波器，因而具有7种不同的抽样率，其范围从1/16～1/1024。AD1556的额定输入字率为256kbit/s，输出字率范围从16kHz～250kHz，AD1556滤波器可取得的最大带宽平坦度为±0.05dB，最大输出带宽衰叛乱为-135dB（除了OWR=16kHz外，其带宽衰减-86dB）。其带宽频率和-3dB频率分别是输出字率的37.5%和41%。AD1556所产生的噪声，甚至由于字截断产生的噪声都可能对AD1555/AD1556芯片的动态范围造成微小的影响。除了可配合AD1555使用外，AD1556还可以与其他∑-Δ调制器组合使用。

在结构上，AD1556滤波器部分的主要结构是一个二级滤波器。第二级的抽样率是4（输出字率250Hz时，抽样率为8），每个滤波器均是线性相应等波的 FIR器件。由线性对称的数据采样器求和，再经乘法器和加法器做卷积运算。其结构如图2所示。二极滤波器的结构和一级有相似之处，主要区别是使用真正的乘法器。乘法器、加法器和输出缓冲器分别为32，35，24位字宽，截断字位并不会影响AD1555/AD1556芯片的动态性能。

4 AD1555和AD1556的连接电路

AD1555/AD1556组件构成的典型应用电路连接图如图3所示。

5 结束语

AD1555是包含PGA的过抽样∑-Δ调制器，和AD1556结合使用可组成高性能的模数转换器，可应用于地震数据探测系统和自动测试等装置。