集成PGIA、用于工业级信号的低功耗、多通道数据采集系统

　　平均码误差随电压步长和通道切换速率的增加而增加。这是因为信号链上的元件兼具压摆和建立时间限制。增加步长可强制系统建立更大的电压变化，而增加通道切换速率可降低系统为这些变化分配的建立时间。当步长和切换速率足够高的时候，平均码误差变大且无法预测，就像增益配置为0.4的情况(参见图17和图21)。这是由于AD8251仪表放大器中输入缓冲放大器的压摆率限制而导致的。

　　使用交流源时，通过将系统的THD与通道切换速率进行对比来评估系统的性能。AP SYS-2712能为一个通道提供满量程正弦波输入，为另一个通道提供反相正弦波。在不同采样速率下测量THD，范围从50 kSPS到1 MSPS，增量为50 kSPS。图25显示了各种增益配置下每一个通道的THD测量值。

　　图25.THD与ADG1207通道切换速率的关系(1 kHz满量程输入)

　　系统的THD性能大约在750 kSPS时开始下降(具体取决于增益配置)。这有点接近“建立时间分析”章节中对预期最大系统采样速率的计算值(770 kSPS)。

　　功耗结果

　　图26显示了图1中电路的功耗，它是各增益配置下通道切换速率/系统采样速率的函数。为了最大化各元件对功耗的要求，将两个不同相位的满量程正弦波输入信号施加于系统的奇数和偶数通道上，这样保证放大器的输出持续受到激励和压摆，并且AD7982具有宽范围输出码。

　　图26.系统总功耗与系统采样速率的关系

　　AD8251和AD8475的功耗随通道切换速率而上升。这是因为它们在压摆阶段需要相对较多的时间，而在通道切换时则较少。AD7982的功耗同样会随采样速率而改变，如该产品的数据手册所述。

　　常见变化

　　AD7982 ADC与其它各种14位、16位和18位的10引脚PulSAR ADC引脚兼容。此系列的众多转换器均可用于CN-0345系统。AD8475为其它差分ADC(比如AD7690)提供差分输出信号。如需驱动伪差分或单端ADC(比如AD7980)，则可以使用ADA4805运算放大器代替AD8475。

　　电路评估与测试

　　本电路使用EVAL-CN0345-SDZ电路板和EVAL-SDP-CB1Z SDP-B系统演示平台控制器板。这两片板具有120引脚的对接连接器，可以快速完成设置并评估电路性能。该电路板包含待评估电路(如本应用笔记所述)，并且CN-0345评估软件从该电路板捕获数据时使用SDP-B控制器板。

　　设备要求

　　需要以下设备：

　　• 带USB端口和Windows® XP、Windows Vista®(32位)或Windows 7(32位)的PC

　　• EVAL-CN0345-SDZ电路评估板

　　• EVAL-SDP-CB1Z SDP控制器板

　　• CN-0345评估软件：前往ftp://ftp.analog.com/pub/cftl/CN0345/下载

　　• 6 V至12 V直流电源或壁式电源适配器(EVAL-CN0345-SDZ板包含9 V壁式电源适配器)

　　• USB转Micro-USB电缆

　　• 低失真、低输出阻抗信号发生器提供±10 V输出

　　• 低噪声、高精度直流电源提供±10 V输出

　　开始使用

　　下载评估软件并载入：ftp://ftp.analog.com/pub/cftl/CN0345/，然后在PC上安装该软件。

　　功能框图

　　电路框图见图1，完整的电路原理图见EVAL-CN0345-SDZ-SCH.pdf文件。此文件位于CN-0345设计支持包中：。图27显示测试设置的功能框图。

　　图27.测试设置功能框图

　　硬件设置

　　图28显示EVAL-CN0345-SDZ评估硬件。有关SDP-B板的详情，请参阅SDP-B用户指南。

　　将电路板上的120引脚连接器连接到SDP-B控制器板上的CON A连接器。使用尼龙五金配件，通过120引脚连接器两端的孔牢牢固定两块板的连接。

　　首先，将6 V至12 V直流壁式电源适配器连接到电路板的P19(或者将电源连接到P20端子板或VIN测试点)。然后，通过USB转Micro-USB电缆将SDP-B板连接到PC。

　　测试

　　完成电源或壁式电源适配器以及USB电缆连接之后，启动评估软件。一旦USB通信建立，就可以使用SDP-B板来发送、接收、捕捉来自EVAL-CN0345-SDZ板的数据，并在时域和频域内进行数据分析。

　　有关测试设置、校准以及如何使用评估软件来捕捉数据的详细信息，请参阅CN-0345软件用户指南：。

　　图28.EVAL-CN0345-SDZ评估硬件