ZHCSRM7B April 2023 – September 2023 PGA855
PRODUCTION DATA
ADS8900B 要求輸入共模電壓必須位于 VREF/2 ±100mV 范圍內。PGA855 VOCM 引腳設置為大約 2.58V 的標稱電壓。VOCM 電壓被故意設置為略大于 VREF/2 的電壓，從而盡可能地擴大 PGA855 的輸出電壓擺幅范圍，同時為 VOCM 失調電壓誤差和漂移變化留出裕度。VOCM 電壓是通過將 REF5050 基準饋送到 18.7kΩ 至 0kΩ 分壓器而產生的，該分壓器采用 0.1% 容差電阻器實現(xiàn)。在 VOCM 引腳附近使用了一個 R = 1kΩ、C = 10nF 的額外 RC 濾波器，如圖 9-9 所示。
PGA 輸入端的 R-C-R 差分低通濾波器有助于降低 EMI/RFI 高頻外部噪聲。此濾波器可根據(jù)帶寬和應用要求進行定制。
兩個一階濾波器采用 PGA855 電路實現(xiàn)。第一個濾波器由 CFB 提供，并與 PGA 5k? 反饋電阻并聯(lián)。PGA 電阻器的絕對容差為 ±15%，例如，考慮容差對濾波器截止頻率的影響，濾波器頻率變?yōu)?126kHz。在此容差下，濾波器可在 24kHz 范圍內保持 –0.1dB 平坦度。
可以靈活地修改 CFB 電容值以調整帶寬，但要對電路的寬帶噪聲進行折衷。
直接放置在 ADS8900B 輸入端的第二個濾波器用作電荷庫以過濾 ADC 的采樣輸入。電荷庫減少了放大器的瞬時電荷需求，保持了低失真，否則會因放大器未完全穩(wěn)定而降低性能。RC 濾波器組合（RFIL、CDIFF）針對 SAR ADC 采樣保持穩(wěn)定進行了優(yōu)化。該組合可減少 SAR ADC 的非線性電荷反沖，并經過優(yōu)化可實現(xiàn)出色 THD 性能。這種組合可在諧波失真之間實現(xiàn)更佳權衡，同時保持 PGA 輸出級的穩(wěn)定性。
為了實現(xiàn)低失真特性，信號路徑中的所有位置（CIN_DIFF、CIN_CM、CFB、CDIFF、CCM）都使用高等級 C0G (NPO)。
結果如表 9-5 所示，其中包括驅動 ADS8900B SAR ADC 的 PGA855 的典型信噪比 (SNR) 和總諧波失真 (THD)。SNR 和 THD 的測量采用了 1kHz 差分信號。信號幅度經過調整可在 ADC 滿標量程內產生 –0.5dBFS 的 PGA855 輸出。表 9-5 顯示了不同 PGA855 增益配置下的等效輸入電壓幅度信號。增益 = 1V/V 時，該設計可實現(xiàn) –121.4dB THD 和 101.2dB SNR。
| PGA 增益 (V/V) | 輸入幅度 (VPP) | ADC 信號功率 (dBFS) | SNR (dB) | THD (dB) | ENOB（位） |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.125 | 40.10 | -6.0 | 95.9 | -118.2 | 15.6 |
| 0.25 | 36.48 | -0.8 | 101.0 | -118.6 | 16.5 |
| 0.5 | 18.24 | -0.8 | 101.2 | -121.0 | 16.5 |
| 1 | 9.12 | -0.8 | 101.2 | -121.7 | 16.5 |
| 2 | 4.56 | -0.8 | 100.5 | -121.6 | 16.4 |
| 4 | 2.28 | -0.8 | 99.5 | -121.3 | 16.2 |
| 8 | 1.14 | -0.8 | 97.4 | -119.4 | 15.9 |
| 16 | 0.58 | -0.8 | 93.6 | -117.3 | 15.2 |