Выбор правильного входного усилителя для АЦП ADS8319

29 июля 2014

На складе Компэл представлены АЦП ADS8319 компании Texas Instruments. ADS8319 — 16 битный АЦП последовательного приближения (SAR), позволяющий обрабатывать сигнал на скорости до 500 квыб/с и передавать сигнал микроконтроллеру через SPI интерфейс с тактовыми частотами до 50 МГц и возможностью последовательного подключения нескольких АЦП.

С помощью данного SAR АЦП возможно реализовать различные системы сбора информации для медицинского оборудования и промышленных систем. В ADS8319 ток потребления пропорционален частоте работы устройства, что делает его потенциально интересным для реализации устройств с батарейным питанием, где не требуется использование данного АЦП на максимальной частоте. Микросхемы доступны в MSOP-10 корпусе и являются аналогом AD7686.

Как и для большинства АЦП последовательного приближения, для исключения ошибок измерения, возникающих при подключении источника сигнала, рекомендуется использовать дополнительный входной буферный усилитель (драйвер АЦП). Данный буфер позволит развязать источник сигнала от выбросов тока на входах АЦП во время выборки. Кроме согласования с источником сигнала такой усилитель также может решать и ряд других задач таких как: усиление сигнала и преобразование уровня.

При выборе усилителя и схемы его включения необходимо руководствоваться следующими критериями:

• схема должна обеспечивать необходимую полосу пропускания;
• вносимые искажения должны быть минимальными;
• вносимый шум не должен ухудшать параметры АЦП.

То есть усилитель должен обеспечивать схему включения с достаточной полосой пропускания и малыми шумами в полосе измерения.

Для корректной работы ADS8319 минимальная полоса пропускания входного усилителя вместе с ФНЧ на входе АЦП должна быть не менее 3 МГц. Данная частота определяется из выражения:

f3db = (ln(2) × (n+2))/(2π × tACQ),

где n- это разрядность АЦП, а tACQ- время необходимое для выдачи данных

В реальных изделиях в качестве драйвера рекомендуется использовать малошумящие ОУ с полосой пропускания рассчитанной более чем в 10 раз, а подстройку рабочей полосы входного каскада осуществлять с помощью ФНЧ следующим за усилителем. При выборе ФНЧ следует учитывать, что большая полоса уменьшает время установки, но увеличивает шумовую составляющую.

Учитывая вышеперечисленное, в качестве усилителей для совместной работы с ADS8319 рекомендуется использовать OPA211 (GBW=45 МГц, Vn=1.1 нВ/√Гц) или THS4031 (GBW=100 МГц, Vn=1.6 нВ/√Гц).

Упрощенная схема включения ADS8319 вместе с входным драйвером