20 Bit 1,8 MSPS ADC CM2431 qarşılıqlı AD4020: Yüksək performans və istifadəyə rahatlığın təmin edilməsi

Yüksək səviyyəli tətbiq sənaye sensorikası, dəqiq cihazlaşdırma və tibbi avadanlıq kimi sahələrdə məlumat toplama sistemləri son dərəcə ciddi performans tələbləri ilə qarşı-qarşıyadır. Bu sistemlərdə yüksək dəqiqlikli SAR ADC-lər mərkəzi rol oynayır. Son performansdan və uzunmüddətli etibarlılıqdan kənara çıxaraq, müştərinin dizayn təcrübəsinə əsaslanan istifadənin asanlığı üçün nəzərdə tutulmuş ADC ümumiyyətlə daha güclü rəqabət üstünlüyü təqdim edir.

CM2431, nümunələmə nisbəti 1,8 MSPS-ə qədər çatmaqlı 20-bit SAR ADC-dir. CM2431, beynəlxalq rəqib AD4020 ilə müqayisədə, səs-küy nisbətinin standart səviyyəsini və geniş temperatür etibarlılığını təmin edir, həmçinin inteqral qeyri-xətti ±1,5 ppm-ə qədər olan yüksək xətlilik əldə etməyi bacarır. Bundan əlavə, daha geniş dinamik diapazon və daha səmərəli güc istehlakı təmin edir.

Ənənəvi SAR ADC-lərdən fərqli olaraq, CM2431 birdən çox rahatlıq xüsusiyyətlərini inteqrasiya edir ki, bu daha böyük dizayn çevikliyi təmin edir, tətbiqetmə çətinlikləri həll edir və istifadəçilərə dizaynları sadələşdirərək, dəyəri və güc istehlakını azaldarkən daha yüksək sistem performansına nail olmağa kömək edir.

1. Rahatlıq Xüsusiyyətləri Dizaynı Sadələşdirir

Pre-Input Driver Sistem İnteqrasiyasını Asanlaşdırır

CM2431, nümunələrin götürülməsinin başlanğıcında daxili keçid-kondensator arxitekturası tərəfindən yaradılan siqnalın geri çarpmasını azaldan Pre-Input Driver texnologiyasını istifadə edir ki, bu da ADC-ni idarə etməyi əhəmiyyətli dərəcədə asanlaşdırır və sistemin dizaynını əsaslı şəkildə sadələşdirir. Şəkil 2, diferensial giriş gərginliyinə qarşı CM2431-in analoq giriş cərəyanının dəyişməsini pre-charge giriş sürücüsü aktiv və deaktiv halda göstərir. Deaktiv halda belə, CM2431-in aşağı giriş cərəyanı onu ənənəvi SAR ADC-lərlə müqayisədə idarə etmək daha asan edir. Aktiv olarkən isə, analoq giriş cərəyanı mikroamper səviyyəsinin altına endirilir və üstün idarəetmə performansı təmin edilir. Bu texnologiya ixtira patent müdafiəsi üçün tətbiq olunub.

Giriş ilə differensial giriş cərəyanını simulyasiya edin

Pre-Charge Input Driver aktiv olunduqda, istifadəçilər xərclənmiş yüksək sürətli ADC sürücülərə ehtiyac olmadan, aşağı güc, aşağı zolaq eni dəqiqlik gücləndiriciləri ilə birlikdə aşağı RC filtri kəsilmə tezliklərindən istifadə edərək birbaşa ADC idarə edə bilərlər. Bu periferik dövrənin dizaynını sadələşdirir. Dəqiqlikli, aşağı zolaq eni tətbiqlərdə bu üsul sistemin güc istehlakını, ölçüsünü və ümumi xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Əsas üstünlüklər aşağıdakılardır:

1. Daxili sürücü dövrələri üçün ön dəstəyin sadəliyi və xarici sürücü dövrələrinin performans tələblərinin əhəmiyyətli dərəcədə azalması;

2. BOM-un aşağı xərci, azaldılmış PCB sahəsi və komponent seçimi və dizaynının sadələşdirilməsi;

3. Sistem səviyyəsində həllər üçün aşağı güc istehlakı və daha yüksək inteqrasiya.

Əlavə olaraq, Pre-Charge Giriş Sürücüsü, ön uc gücləndiricini və RC filtri, keçid-kondensatorlu SAR ADC girişlərinin yerləşmə vaxtı tələbləri ilə məhdudlaşdırılmadan, maraqlı siqnal zolağının eninə əsasən seçməyə imkan verir. Bundan əlavə, THD performansını yaxşılaşdırır və 100 kHz-dən aşağı giriş siqnalları üçün analoq giriş cərəyanını azaldır.

Klamp Mühafizə Dövrəsi Sürücü Dizaynını Sadələşdirir

İnteqrallaşdırılmış gərginlikdən qorunma diaqnozları və diapazonun sıxlaşdırılması rejimi ön sürücü dizaynının çətinliyini daha da azaldır. Əvvəllər, yaxşı sürüşmə performansı əldə etmək üçün ADC sürücüləri tez-tez əlavə mənfi təchizat gərginliyi tələb edirdi. Eyni zamanda, sürücü gücləndiricinin müsbət təchizat rayı tez-tez SAR ADC-nin gərginlik həddini keçirdi və əlavə qorunma dövrələri tələb edirdi. CM2431, VREF-dən 0.4 V artıq uzanan qıf qorunma xüsusiyyətinə malikdir və diapazonun sıxlaşdırılması rejimi mənfi təchizat gərginliyinə ehtiyacın olmamasını təmin edərək giriş diapazonunu saxlayır. Bu xüsusiyyətlər sürücü dizaynını əhəmiyyətli dərəcədə sadələşdirir.

Həmçinin, yüksək sürətli, yüksək dəqiqlikli rəqəmsal interfeys dizaynı və sürücü sazlama məhsullar cM2431-in Turbo rejimi nəticələrin ötürülməsi üçün verilənlərin ötürülmə vaxtını uzadır və daha aşağı SPI saat tezliyindən istifadə etməyə imkan verir.

2. Zəif Siqnalların Dəqiq Tutulması üçün Üstün Dinamik Diapazon

CM2431, zəif siqnal fərqlərini dəqiqliklə ayırmağa imkan verən 102 dB-lik yüksək dinamik diapazon təklif edir. Siqnal emalı, tibbi görüntüləmə, elmi ölçmə və rabitə kimi çox ciddi məlumat toplama tələbləri olan tətbiqlərdə bu xüsusiyyət aydın üstünlük yaradır. Daha yüksək dinamik diapazon kompleks şum mühitində belə siqnal bütövlüyünün qorunması deməkdir və sistem üçün daha etibarlı məlumat əsasının təmin edilməsini imkan verir.

Eyni zamanda, CM2431-in nümunələşdirmə tezliyi 1,8 MSPS-ə qədər çatdığı üçün yüksək tezlikli siqnalların dəqiq qeyd edilməsini təmin edir və artıq nümunələşdirməni (oversampling) dəstəkləyir. Onun üstün xəttiliyi (tipik INL ±2 LSB daxilində) sistemə artıq nümunələşdirmədən sonra son dərəcə yüksək dinamik diapazon əldə etməyə imkan verir. Məsələn, 1024× artıq nümunələşdirmə ilə dinamik diapazon təxminən 131 dB-ə qədər artırıla bilər ki, bu da sistemin eyni zamanda çox zəif və güclü siqnalları qeyd etməsinə imkan verir — "zəif siqnalların distorsiyasız" və "böyük amplitudlu siqnalların doymaması" prinsipini həyata keçirir. Bu metod yüksək dəqiqlikli məlumat toplama sistemlərində əsas üsuldur və SNR tələbləri son dərəcə yüksək olan tətbiqlərdə geniş istifadə olunur.

3. Batareya iş vaxtının artırılması və istilik optimallaşdırılmasında üstünlük təşkil edən enerji səmərəliliyi

Yüksək məhsuldarlığı saxlamaqla, CM2431 rəqib AD4020-yə nisbətən təxminən 15% az elektrik enerjisi istehlakı təmin edir. Yüksək dəqiqlikli davamlı toplama sistemlərində yığılan enerji qənaəti əhəmiyyətli olub, birbaşa cihazın batareya ömrünün uzanmasına, istilik dizayn təzyiqinin azalmasına və ümumi sistem etibarlılığının yaxşılaşmasına tərcümə oluna bilər.

Nəticə

Xülasə, 20-bitlik həll və 1,8 MSPS nümunələmə tezliyi ilə CM2431 yüksək məhsuldarlığı Pre-Charge Giriş Sürücü texnologiyası tərəfindən asanlaşdırılan sistem səviyyəsində sadələşdirmə, əla xəttiyyət, üstün dinamik diapazon və yaxşılaşdırılmış ümumi enerji səmərəliliyi ilə birləşdirərək təmin edir. Yüksək dəqiqlikli məlumat toplama sistemləri üçün yüksək rəqabatlı həll təqdim edir.

Sadələşdirilmiş dizayn və daha yüksək inteqrasiya rahatlığı ilə CM2431 istifadəçilərə elekrik enerjisi istehlakını və sistem dizayn mürəkkəbliyini azaltmağa, kanal sıxlığını artırmağa və ümumi sistem performansını yüksək səviyyədə saxlamağa kömək edir.