Σ-Δ型ADC拓扑结构基本原理:第二部分
现在看看多路复用情况下的建立时间。在过程控制和工厂自动化中,的典型的模拟输入模块会有一个前端级调理,用以将±10 V输入调整到AD7175-8的输入范围内。然后,AD7175-8会复用各通道,按顺序转换各输入或输入对。完成所有通道转换的时间取决于所用的滤波器和通道数目。
下例对使用sinc3滤波器和使用sinc5 + sinc1滤波器进行了比较,二者配置为相同的输出数据速率,我们会看到建立时间计算的对比和方法。用户可以选择AD7175-8的这两个滤波器选项。
a. 使用sinc3滤波器,62.5 kHz ODR 计算建立时间。
AD7175 sinc3:ODR= 62.5 kHz
建立时间 = 3 × (1/62.5 kHz) = 48 μs。
AD7175 sinc5 + sinc1:ODR= 62.5 kHz
注意有两个元件部分。sinc5滤波器在4 μs窗口上求均值(FMOD = 8 MHz),因此它以250 kHz的速率将数据传送到均值模块。
1.sinc5的建立时间 = 5 × 1/250 kHz = 20 μs。
这提供均值计算的第一个样本。
2.sinc1的建立,均值滤波器。
对于ODR = 62.5 kHz,250 kHz数据流四次求均值。
用于均值计算的剩余三个样本的建立时间为3 × 1/250 kHz = 12 μs。
总建立时间 = 20 μs + 12 μs = 32 μs,
通道开关速率 = 1/32 μs = 31.25 kHz。
注意:对于sinc5 + sinc1滤波器,当数据速率为10 kSPS及以下时,ADC具有单周期建立特性。这意味着ADC的建立时间为1/ODR。
表2显示了采用设置(a)和(b)的4通道多路复用测量的比较。使用sinc5 + sinc1滤波器可提高每通道采样速率,说明较短建立时间有优势。注意:这个经验法则仅适用于转换器,若各路输入之前有模拟预调理电路,并且其时间常数比ADC要长,那么起主导作用的将是最差情况建立时间。
表2显示了比较结果:
表2.对于一个4通道多路复用系统(例如采用AD7175-8),Sinc5 + Sinc1与Sinc3滤波器的每通道数据速率比较
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以上就是对Σ-Δ型ADC的简要介绍—围绕调制器的原理,数字滤波的概念和例子,以及其在测量系统内对噪声、建立时间的影响和一些连锁效应。
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