集成PGIA、用于工業級信號的低功耗、多通道數據采集系統

　　平均碼誤差隨電壓步長和通道切換速率的增加而增加。這是因為信號鏈上的元件兼具壓擺和建立時間限制。增加步長可強制系統建立更大的電壓變化，而增加通道切換速率可降低系統為這些變化分配的建立時間。當步長和切換速率足夠高的時候，平均碼誤差變大且無法預測，就像增益配置為0.4的情況(參見圖17和圖21)。這是由于AD8251儀表放大器中輸入緩沖放大器的壓擺率限制而導致的。

　　使用交流源時，通過將系統的THD與通道切換速率進行對比來評估系統的性能。AP SYS-2712能為一個通道提供滿量程正弦波輸入，為另一個通道提供反相正弦波。在不同采樣速率下測量THD，范圍從50 kSPS到1 MSPS，增量為50 kSPS。圖25顯示了各種增益配置下每一個通道的THD測量值。

　　圖25.THD與ADG1207通道切換速率的關系(1 kHz滿量程輸入)

　　系統的THD性能大約在750 kSPS時開始下降(具體取決于增益配置)。這有點接近“建立時間分析”章節中對預期最大系統采樣速率的計算值(770 kSPS)。

　　功耗結果

　　圖26顯示了圖1中電路的功耗，它是各增益配置下通道切換速率/系統采樣速率的函數。為了最大化各元件對功耗的要求，將兩個不同相位的滿量程正弦波輸入信號施加于系統的奇數和偶數通道上，這樣保證放大器的輸出持續受到激勵和壓擺，并且AD7982具有寬范圍輸出碼。

　　圖26.系統總功耗與系統采樣速率的關系

　　AD8251和AD8475的功耗隨通道切換速率而上升。這是因為它們在壓擺階段需要相對較多的時間，而在通道切換時則較少。AD7982的功耗同樣會隨采樣速率而改變，如該產品的數據手冊所述。

　　常見變化

　　AD7982 ADC與其它各種14位、16位和18位的10引腳PulSAR ADC引腳兼容。此系列的眾多轉換器均可用于CN-0345系統。AD8475為其它差分ADC(比如AD7690)提供差分輸出信號。如需驅動偽差分或單端ADC(比如AD7980)，則可以使用ADA4805運算放大器代替AD8475。

　　電路評估與測試

　　本電路使用EVAL-CN0345-SDZ電路板和EVAL-SDP-CB1Z SDP-B系統演示平臺控制器板。這兩片板具有120引腳的對接連接器，可以快速完成設置并評估電路性能。該電路板包含待評估電路(如本應用筆記所述)，并且CN-0345評估軟件從該電路板捕獲數據時使用SDP-B控制器板。

　　設備要求

　　需要以下設備：

　　? 帶USB端口和Windows? XP、Windows Vista?(32位)或Windows 7(32位)的PC

　　? EVAL-CN0345-SDZ電路評估板

　　? EVAL-SDP-CB1Z SDP控制器板

　　? CN-0345評估軟件：前往ftp://ftp.analog.com/pub/cftl/CN0345/下載

　　? 6 V至12 V直流電源或壁式電源適配器(EVAL-CN0345-SDZ板包含9 V壁式電源適配器)

　　? USB轉Micro-USB電纜

　　? 低失真、低輸出阻抗信號發生器提供±10 V輸出

　　? 低噪聲、高精度直流電源提供±10 V輸出

　　開始使用

　　下載評估軟件并載入：ftp://ftp.analog.com/pub/cftl/CN0345/，然后在PC上安裝該軟件。

　　功能框圖

　　電路框圖見圖1，完整的電路原理圖見EVAL-CN0345-SDZ-SCH.pdf文件。此文件位于CN-0345設計支持包中：www.analog.com/CN0345-DesignSupport。圖27顯示測試設置的功能框圖。

　　圖27.測試設置功能框圖

　　硬件設置

　　圖28顯示EVAL-CN0345-SDZ評估硬件。有關SDP-B板的詳情，請參閱SDP-B用戶指南。

　　將電路板上的120引腳連接器連接到SDP-B控制器板上的CON A連接器。使用尼龍五金配件，通過120引腳連接器兩端的孔牢牢固定兩塊板的連接。

　　首先，將6 V至12 V直流壁式電源適配器連接到電路板的P19(或者將電源連接到P20端子板或VIN測試點)。然后，通過USB轉Micro-USB電纜將SDP-B板連接到PC。

　　測試

　　完成電源或壁式電源適配器以及USB電纜連接之后，啟動評估軟件。一旦USB通信建立，就可以使用SDP-B板來發送、接收、捕捉來自EVAL-CN0345-SDZ板的數據，并在時域和頻域內進行數據分析。

　　有關測試設置、校準以及如何使用評估軟件來捕捉數據的詳細信息，請參閱CN-0345軟件用戶指南：www.analog.com/CN0345-UserGuide。

　　圖28.EVAL-CN0345-SDZ評估硬件