ZHCADW9 March   2024 ADS127L11 , ADS127L21 , PGA855

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1PGA855 和 ADS127L21 24 位 Δ-Σ ADC 驱动器电路
  5. 2PGA855 模拟前端滤波器
  6. 3ADS127Lx1 Δ-Σ ADC 和数字滤波器
  7. 4近似 PGA855 固有噪声分析
    1. 4.1 PGA855 的简化噪声模型
    2. 4.2 PGA855 频谱噪声密度与频率的关系
    3. 4.3 PGA855 有效噪声带宽
    4. 4.4 PGA855 低频 (1/f) 噪声计算
    5. 4.5 PGA855 电压宽带噪声
    6. 4.6 PGA855 电流噪声和源电阻
    7. 4.7 PGA855 总计噪声
  8. 5PGA855 和 ADS127Lx1 系统噪声
  9. 6PGA855 和 ADS127Lx1 的 SNR 和噪声计算器
  10. 7PGA855 和 ADS127Lx1 FFT 测量所得性能
  11. 8总结
  12. 9参考资料

PGA855 有效噪声带宽

在计算 RMS 噪声之前,请注意电路的噪声带宽与滤波器转角给出的信号带宽不同,因此必须校正噪声带宽。带宽校正量取决于滤波器阶数。

有效噪声带宽 (ENBW) 是针对矩形滤波器设计的带宽,这种滤波器允许与电路中模拟滤波器的累积带宽相同的功率通过。另外,ENBW 是矩形滤波器的带宽,它会产生与设计中实际滤波器等效的集成噪声功率。不过,模拟滤波器的频率响应具有滚降低通响应,其斜率如图 2-2 中所示。

计算低通滤波器的 ENBW 的一种方法是使用方程式 5 的直接积分方法计算噪声曲线。或者,使用方程式 6,它将 N 阶低通滤波器响应与 ENBW 关联起来:

方程式 6. ENBWPGA855= Kn×f-3dB

方程式 6 中,Kn 常量是给定 N 阶低通滤波器的砖墙校正因数。对于一阶和二阶低通滤波器、Kn 因数分别为 1.57 和 1.22。在此电路中,PGA855 包括三个低通滤波器,但主极点发生在 677kHz 下,而其他极点发生在高得多的频率下;因此,响应大致可近似为二阶滤波器,其 Kn 校正系数为 1.22。有关如何推导该公式的更多信息,请参阅 TI 高精度实验室运算放大器噪声培训系列(运算放大器噪声:计算 RMS 噪声)。

如果方程式 7方程式 8 成立,则可以近似计算系统的有效噪声带宽:

方程式 7. If f-3dBADC f-3dBPGA855 ENBWSystem  f-3dBADC 
方程式 8. If f-3dB(ADC)  10 ×f-3dB(PGA855)   ENBWSystem  ENBWPGA855  

请注意,在方程式 8 中,系统 ENBW 可近似为 PGA855 ENBW,但不能近似为 PGA855 电路截止频率。

如果方程式 7方程式 8 不成立,使得 f-3dB(ADC) 介于 f-3dB(PGA855) 和 10 × f-3dB(ADC) 之间,则使用积分或其他数值计算方法来确定组合系统带宽。(2)

在此电路中,PGA855 前端的典型带宽为 677kHz,而 ADS127L21 数字滤波器的 f–3dB 转角频率为 45.5kHz。系统 ENBW 受到 ADC sinc4 数字滤波器的限制。因此,45.5kHz 的系统 ENBW 可以用来计算模拟前端电路的噪声贡献。