1 PGA855 和 ADS127L21 24 位 Δ-Σ ADC 驅(qū)動(dòng)器電路

工業(yè)系統(tǒng)中的模擬信號(hào)采集極具挑戰(zhàn)性。傳感器輸出信號(hào)通常存在毫伏范圍內(nèi)的滿量程信號(hào)，因此需要微伏范圍內(nèi)甚至納伏范圍內(nèi)的分辨率。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)是優(yōu)化傳感器放大器前端以實(shí)現(xiàn)出色的信噪比性能。因此，了解并盡量減少這些噪聲源至關(guān)重要。

儀表放大器 (INA) 和可編程增益儀表放大器 (PGA) 在工業(yè)采集系統(tǒng)中有著舉足輕重的地位。這些元件提供高精度、低噪聲信號(hào)調(diào)節(jié)和電平轉(zhuǎn)換以及多種增益編程功能。INA 和 PGA 提供了一種高阻抗前端，并且已發(fā)展成為后端中出色的 ADC 驅(qū)動(dòng)器，可提供全面的集成式信號(hào)采集設(shè)計(jì)。應(yīng)用包括用于測量各種電橋、壓力和溫度傳感器的工業(yè)模擬輸入模塊；數(shù)據(jù)采集卡；外科手術(shù)設(shè)備；振動(dòng)分析以及電能計(jì)量/電池測試系統(tǒng)。

圖 7-13 展示了 PGA855 驅(qū)動(dòng) ADS127Lx1 的電路示例；ADS127Lx1 是一個(gè)全差分輸入、高分辨率、寬帶寬的 Δ-Σ ADC。

圖 1-1 PGA855 和 ADS127L21 24 位 Δ-Σ ADC 電路

PGA 在驅(qū)動(dòng)差分 ADC 輸入時(shí)接受單端或全差分輸入信號(hào)。由引腳控制的增益可將輸入信號(hào)調(diào)節(jié)至 ADC 輸入范圍。超 β 輸入晶體管提供低輸入偏置電流，從而提供 0.3pA/√Hz 的超低輸入電流噪聲密度，因而 PGA855 成為許多傳感器類型的通用選擇。

PGA855 可提供獨(dú)立的輸入和輸出電源。在本例中，±15V 輸入電源用于 PGA 輸入段，從而實(shí)現(xiàn)較寬的電壓輸入范圍。輸出級(jí)由 ADC 5V 電源供電。5V 輸出級(jí)電源運(yùn)行可防止在 PGA 過驅(qū)情況下 ADC 輸入過載。ADC 的 VCM 輸出引腳驅(qū)動(dòng) PGA855 的 VOCM 引腳，從而設(shè)置 PGA 輸出的共模電壓。

圖 7-13 上的電路的目的是提供高水平的 SNR 和總諧波失真 (THD) 性能，以滿足指定的電路帶寬要求。電路的有效帶寬受 PGA855 模擬前端帶寬和 ADC 數(shù)字濾波器的影響。