EN
20-биттік 1,8 MSPS АЦП CM2431 және AD4020: Жоғары өнімділік пен қолданудың ыңғайлылығының екі еселі кепілдігі
Жоғары санатта қолдану индустриялық сенсорика, дәл құралдар және медициналық жабдықтар сияқты аймақтарда деректерді алу жүйелері өте қатаң өнімділік талаптарын білдіреді. Жоғары дәлдіктегі SAR ADC-тер осындай жүйелерде орталық рөл атқарады. Соңғы нәтижелілік пен ұзақ мерзімді сенімділіктен тыс, пайдалануға ыңғайлы болатындай етіп ойластырылған, яғни қолданушының жобалау тәжірибесіне негізделген ADC жалпы алғанда бәсекеге қабілеттілікті арттырады.
CM2431 20-биттік SAR ADC және 1,8 MSPS дейінгі дискреттеу жиілігі бар. Халықаралық бәсекелестермен салыстырғанда, AD4020 AD4020 CM2431 сигнал/дәуірлік қатынасы мен кең температуралық сенімділік деңгейінде, сонымен қатар ±1,5 ppm-ге дейінгі интегралдық сызықтық еместікті қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, ол кеңірек динамикалық диапазон және тиімдірек қуат тұтынуын ұсынады.
Дәстүрлі SAR ADC-тің керісінше, CM2431 бірнеше ыңғайлы қолдану мүмкіндіктерін біріктіреді, бұл жобалауға кеңірек икемділік береді, қолдану қиыншылықтарын шешеді және жобаларды қарапсау, құнды-құн мен қуатты тұтынуды төмендету арқылы жүйенің жоғары өнімділігіне жетуге көмектеседі.
1. Ыңғайлы қолдану мүмкіндіктері жобаны қарапсатуға мүмкіндік береді
Алдын-ала кіріс драйвері жүйенің біріктіруін қарапсатады
CM2431 үлгісі Таңдаудың басындағы ішкі ауыстырылатын сыйымдылықты архитектура тудыратын сигналдық кері соғылуды азайтатын алдын-ала кіріс драйвері технологиясын қолданады, бұл АЦТ-ны басқаруды едәуір оңайлатады және жүйені құру негізінде ықшамдайды. 2-суретте алдын-ала зарядтау кіріс драйвері қосылған және өшірілген кезде CM2431 аналогтық кіріс тогының дифференциалды кіріс кернеуіне қарай өзгеруі көрсетілген. Драйвер өшірілген кезде де CM2431-дің төменгі кіріс тогы оны дәстүрлі SAR АЦТ-ларына қарағанда басқаруға жеңіл болуын қамтамасыз етеді. Ал драйвер қосылған кезде аналогтық кіріс тогы микроток деңгейінің төменіне дейін төмендейді, бұл жоғары дәрежелі басқару сапасын қамтамасыз етеді. Бұл технологияға ойлап табу патентіне өтініш берілген.
Кіріске дифференциалды кіріс тогын модельдеу
Алдын-ала зарядтау кіріс драйвері іске қосылған кезде пайдаланушылар ADC-ті төмен қуатты, төмен жолақты дәлдік күшейткіштермен және төмен RC сүзгіш қиылу жиіліктерімен тікелей басқара алады, ал ол қымбат бағалы арнайы жоғары жылдамдықты ADC драйверлерін қажет етпейді. Бұл перифериялық тізбектің дизайнын ықшамдайды. Дәл және төмен жолақты қолдануларда бұл тәсіл жүйенің қуат тұтынуын, өлшемін және жалпы құнын айтарлықтай төмендетеді.
Основные Преимущества Включают:
Алдыңғы шиналардың күрделілігін азайту және сыртқы драйверлік тізбектердің өнімділігінің талаптарын айтарлықтай төмендету;
BOM құнын төмендету, PCB ауданын азайту және компоненттерді таңдау мен дизайнды ықшамдау;
Жүйелік шешімдер үшін төмен қуат тұтынуы және жоғары интеграция.
Сонымен қоса, Pre-Charge Input Driver алдыңғы қосалқы усилитель және RC сүзгінің сигналдың жиілік жолағына сәйкес таңдалуын, соңғы уақыттағы шектеулерге байланысты емес, қосылатын сыйымдылықты SAR ADC кірістерінің талаптарына байланысты таңдауға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, ол THD өнімділігін жақсартады және 100 кГц-тен төменгі кіріс сигналдары үшін аналогты кіріс тогын азайтады.
Қысқыш қорғаныс тізбегі Суретшінің дизайнын қарапаттандырады
Интеграциялық аспаның кернеуін шектеу диодтары мен ауқымды сығу режимі фронтенд жетек жобалау қиындығын одан әрі азайтады. Өткенде, жақсы жетек қабілетін қамтамасыз ету үшін ADC жетектері жиі қосымша теріс қоректену керек болатын. Сол уақытта, жетек үдеткіштің оң қоректену шинасы SAR ADC-ның кернеу шектерінен асып кететі. Бұл қосымша қорғаныс схемасын талап етеді. CM2431 VREF-тан 0,4 В асып кететін шектеу қорғанысы бар және оның ауқымды сығу режимі кіріс ауқымын сақтап, теріс қоректенудің қажетін жояды. Бұл ерекшеліктер жетек жобасын әлдеқайда жеңілдетеді.
Сонымен қатар, жоғары жылдамдықты, жоғары бөлшектілікті сандық интерфейс жобасы мен жетек үшін ауытқуларды түзету өнімдер cM2431-дің Turbo режимі түрлендіру нәтижелері үшін деректер беру уақытын ұзартады, төмен SPI сағат жиілігін қолдануға мүмкіндік береді.
2. Дәл әлсіз сигналдарды ұстап алу үшін жоғары динамикалық ауқым
CM2431 102 дБ жоғары динамикалық ауқымын ұсынады, әлсіз сигналдар айырмашылығын жақсы ажыратуға мүмкіндік береді. Сигналды өңдеу, медициналық бейнелеу, ғылыми өлшеу және байланыс сияқты өте қатаң деректерді жинау талаптары бар қолдануларда, бұл мүмкіндік айқын артықшылық береді. Жоғары динамикалық ауқым күрделі шулы ортада да сигналдың бүтіндігін сақтауға мүмкіндік береді және жүйе үшін одан надежді деректер негізін қамтамасыз етеді.
Осы уақытта, CM2431-дің 1,8 MSPS-ке дейінгі үлгілеу жиілігі жоғары жиілікті сигналдарды дәл бақылауға мүмкіндік береді және үлгілеуді асыра бақылауға қолдау береді. Оның өте жақсы сызықтылығы (типікі INL ±2 LSB ішінде) жүйенің асыра үлгілеу кезінде өте жоғары динамикалық ауқымға жетуін қамтамасыз етеді. Мысалы, 1024× асыра үлгілеу кезінде, динамикалық ауқым шамамен 131 дБ-ге дейін арттырылуы мүмкін, бұл жүйенің өте әлсіз және күшті сигналдарды бір уақытта тіркеуіне мүмкіндік береді — «әлсіз сигналдар искажениясы жоқ» және «үлкен амплитудалы сигналдардың қанығуы жоқ». Бұл техника жоғары дәлдікті деректерді алу жүйелерінің негізгі әдісі болып табылады және өте қатаң SNR талаптары бар қолдануларда кеңінен қолданылады.
3. Жақсартылған батарея қызмет ету мерзімі мен жылулық оптимизация үшін өте жақсы энергиялық тиімділік
CM2431 микросхемасы AD4020 микросхемасымен салыстырғанда шамамен 15% төмен энергия тұтынуын қамтамасыз ете отырып, жоғары өнімділікті сақтайды. Жоғары дәлдіктегі үздіксіз мәліметтерді алу жүйелерінде жинақталған энергия үнемдеу маңызды болып табылады және оны тікелей құрылғының батареясының қызмет ету мерзімін ұзартуға, жылулық жобалау қысымын азайтуға және жүйенің жалпы сенімділігін арттыруға аударуға болады.
Қорытынды
Қорытындылай келе, 20-биттік ажыратымдылық пен 1,8 MSPS дискреттеу жиілігі бар CM2431 Pre-Charge Input Driver технологиясы арқасында жоғары өнімділік пен жүйелік деңгейдегі ықшамдылықты, өте жақсы сызықтылықты, жоғары динамикалық диапазонды және жалпы энергия тиімділігін арттыруды ұсынады. Ол жоғары дәлдіктегі мәліметтерді алу жүйелері үшін өте бәсекеге қабілетті шешім ұсынады.
Жобалауды ықшамдай отырып және интеграциялау ыңғайлылығын арттыра отырып, CM2431 пайдаланушыларға энергия тұтынуды және жүйе жобалау күрделілігін азайтуға, каналдар тығыздығын арттыруға және жүйенің жалпы өнімділігін сақтауға көмектеседі.
