集成PGIA、用于工业级信号的低功耗、多通道数据采集系统

　　失调和增益误差结果

　　表4显示图1中电路的各通道在各增益配置下的失调误差测量值(以LSB方式显示)。表4还显示了各增益配置下所有通道的平均失调误差。

　　测量失调误差时，将所有通道输入接地，在每一种增益配置下收集各通道上的32,768个样本，并求平均值。

　　表4.所有通道和增益配置下的失调误差测量(误差以LSB显示)

　　表5显示图1中电路各增益配置下的增益为误差测量值。使用上文中的分析方法可以找出%FS误差，而V/V实际增益可以通过从理想增益中减去该误差而计算得到。

　　表5.所有增益配置的增益误差测量

　　无通道切换情况下的性能结果

　　图10、图11、图12和图13显示了10 kHz满量程正弦波输入在单通道上的FFT曲线，增益配置分别为0.4、0.8、1.6和3.2。表6显示各增益配置下测得的SNR和rms噪声。

　　表6.SNR、噪声和THD与增益的关系(10 kHz输入)

　　输入信号由Audio Precision SYS-2700串联信号发生器提供，电路板设为差分输入模式。图14显示了各增益配置下总谐波失真(THD)测量值与输入信号频率的关系。这些结果与AD8251数据手册中的THD典型性能特性相吻合。

　　图10.FFT(10 kHz、20 V p-p输入，增益 = 0.4，单个静态通道)

　　图11.FFT(10 kHz、10 V p-p输入，增益 = 0.8，单个静态通道)

　　图12.FFT(10 kHz、5 V p-p输入，增益 = 1.6，单个静态通道)

　　图13.FFT(10 kHz、2.5 V p-p输入，增益 = 3.2，单个静态通道)

　　图14.各种输入频率下的THD测量值(单个静态通道)

　　带通道切换的系统性能

　　执行多项测试，以便评估系统扫描多个通道时的性能。使用精密直流源进行实验，测量相对于采样速率的输出码误差(类似测试请参见电路笔记CN-0269)以及通道间的电压步长。另外还测量在两个反相满量程输入间切换时的交流性能，信号采用精密交流源(Audio Precision AP SYS 2712)。

　　图15和图16分别显示直流和交流性能测试的测试设置。通道切换速率是ADG1207从一个通道切换到另一个通道的速率，等效于AD7982的采样速率。

　　图15.使用直流校准器的建立时间评估设置

　　图16.使用交流信号发生器的建立时间评估设置

　　在直流测试中，两个通道之间的电压步长以及通道切换速率会发生改变。通道切换速率范围为50 kHz至1 MHz，以50 kHz为增量。各增益配置下的电压步长在不同范围内均有所不同。测量各通道在各种电压步长/通道切换速率下的平均码结果，对每个通道上的8,192个样本求平均值。此外还测量各通道在静止情况下(无通道间切换)的平均码结果。下文讨论的平均码误差由静止情况下和通道切换情况下测得的平均码之差得来。

　　图17、图18、图19和图20显示了四种增益配置以及多种切换速率下，不同电压步长的平均码误差。图21、图22、图23和图24显示了四种增益配置以及多种切换速率下，满量程电压步长的平均码误差。

　　图17.平均码误差与电压步长的关系(增益 = 0.4)

　　图18.平均码误差与电压步长的关系(增益 = 0.8)

　　图19.平均码误差与电压步长的关系(增益 = 1.6)

　　图20.平均码误差与电压步长的关系(增益 = 3.2)

　　图21.平均码误差与通道切换速率的关系(满量程输入阶跃，增益 = 0.4)

　　图22.平均码误差与通道切换速率的关系(满量程输入阶跃，增益 = 0.8)

　　图23.平均码误差与通道切换速率的关系(满量程输入阶跃，增益 = 1.6)

　　图24.平均码误差与通道切换速率的关系(满量程输入阶跃，增益 = 3.2)