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濾波器網(wǎng)絡(luò)，可提供差分和共模噪聲濾波以及AD7176-2輸入采樣電容所需的動(dòng)態(tài)充電。該網(wǎng)絡(luò)還可隔離放大器輸出，使其不受動(dòng)態(tài)開關(guān)電容輸入的反沖影響。共模帶寬（RIN、C1）為59 MHz.差模帶寬（2 × RIN、0.5C1 + C3）為9.8 MHz

　　還可設(shè)置AD8475，使其接受單端信號(hào)。將-IN 0.4×輸入接地，并對(duì)+IN 0.4×輸入施加單端信號(hào)。

　　AD7176-2 24位、Σ-Δ ADC對(duì)AD8475的輸出進(jìn)行采樣，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出。轉(zhuǎn)換速率和數(shù)字濾波器特性可針對(duì)5 SPS至250 kSPS的輸出數(shù)據(jù)速率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　AD7176-2可配置為兩個(gè)全差分輸入或四個(gè)偽差分輸入。ADC支持最高50 kSPS的通道掃描速率。AD7176-2的無噪聲位性能為17.2位（250 kSPS）；20.8位（1 kSPS）；以及21.7位（50 SPS）。

　　圖2表示輸入接地時(shí)的總系統(tǒng)有效均方根噪聲。數(shù)據(jù)速率為250 kSPS時(shí)，有效均方根噪聲約為30 μV rms.請(qǐng)注意，滿量程時(shí)，本電路的線性度在±10 V輸入下達(dá)到最佳狀態(tài)，計(jì)算時(shí)滿量程輸入設(shè)為20 V p-p.

　　圖2. 均方根輸出噪聲與輸出數(shù)據(jù)速率的關(guān)系

　　有效分辨率以位數(shù)表示，折合到20 V滿量程輸入范圍的計(jì)算公式為：

　　有效分辨率 = log2（FSR/均方根噪聲）

　　有效分辨率 = log2（20 V/30 μV） = 19.3位

　　圖3. 有效分辨率（均方根位數(shù)）與輸出數(shù)據(jù)速率的關(guān)系

　　先將均方根噪聲轉(zhuǎn)換為峰峰值噪聲近似值（均方根噪聲乘以系數(shù)6.6），有效分辨率便可轉(zhuǎn)換為無噪聲代碼分辨率。計(jì)算結(jié)果約為2.7位，隨后將其從有效分辨率中扣除，以得到無噪聲代碼分辨率。如本例所示，經(jīng)計(jì)算后，19.3位有效分辨率相當(dāng)于16.6位無噪聲代碼分辨率。這一結(jié)果與AD7176-2在無緩沖短路輸入情況下，輸出數(shù)據(jù)速率為250 kSPS時(shí)的17.2位無噪聲位規(guī)格相比，大約有0.3位的差異。這是由于本例僅采用±10 V作為滿量程范圍，而非±12.5 V的最大值。

　　圖4顯示采用端點(diǎn)法獲得的系統(tǒng)積分非線性，用滿量程（FSR）的ppm表示。

　　圖4. 積分非線性（INL，以FSR的ppm表示）與輸入電壓的關(guān)系

　　雖然本電路主要設(shè)計(jì)用于處理直流輸入，但它也能轉(zhuǎn)換低頻交流輸入。其失真性能隨模擬輸入幅度的變化而改變。圖5和圖6分別顯示-1 dBFS和-6 dBFS以及1 kHz正弦波情況下的性能。由Audio Precision 2700系列音頻源產(chǎn)生的正弦波直接輸入AD8475.

　　圖5. AD8475至AD7176-2的FFT性能（1 kHz、-1 dBFS輸入音、16384點(diǎn)FFT）

　　圖6. AD8475至AD7176-2的FFT性能（1 kHz、-6 dBFS輸入音、16384點(diǎn)FFT）

　　若要獲得最佳的高分辨率系統(tǒng)性能，則出色的印刷電路板（PCB）布局、接地以及去耦技巧是必不可少的。詳細(xì)信息，請(qǐng)參考指南MT-031、指南MT-101、AD8475數(shù)據(jù)手冊(cè)及AD7176-2數(shù)據(jù)手冊(cè)。欲查看完整原理圖和印刷電路板的布局，請(qǐng)參見CN-0310設(shè)計(jì)支持包。

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本文導(dǎo)航

• 第 1 頁：工業(yè)信號(hào)電平的單電源ADC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

• 第 2 頁：常見變化

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