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 电流噪声和源电阻

PGA855 输入电流噪声密度与产生电压噪声的源电阻相互作用。我们来看一个在放大器输入端测量电桥传感器的示例。电阻式电桥传感器具有热噪声贡献,滤波器和电桥传感器的组合电阻与 PGA 输入电流噪声密度成比例。

图 7-13 展示了电路中等效输入源电阻的推导过程:

GUID-20240226-SS0I-5HMK-C2PH-J9VD068RGJFK-low.svg图 4-4 PGA855 电流噪声和源电阻

图 7-13 右侧的电路显示了简化的 PGA855 噪声模型,其中等效输入电阻 (REQ) 具有热噪声密度 (eNR) 贡献,而 PGA 输入电流噪声密度 (IN_P, IN_N) 与 REQ 相互作用。

REQ 是电桥传感器电阻 (RSEN) 和输入滤波器电阻 (RIN_FIL) 的函数。方程式 12 求解 PGA855 每个输入端子的等效输入电阻:

方程式 12. REQ= RSEN | | RSEN+RIN_FIL =RSEN2 +RIN_FIL 

方程式 13 提供 PGA855 每个输入端子的电阻器热噪声频谱密度,其中 T 是以开尔文为单位的绝对温度,k 是玻尔兹曼常数 1.3807 x 10-23 焦耳/°K:

方程式 13. eN_REQ= 4×k×T×REQ 

等效源电阻与 PGA855 电流噪声密度相互作用,在仪表放大器的输入端产生电压噪声。方程式 14 计算 PGA855 的每个输入端子处产生的噪声:

方程式 14. eiN= iN ×REQ 

计算总计电流和电阻器噪声需使用平方和根组合每个放大器输入端子处的电阻器热噪声和电流噪声分量。方程式 15 提供总计电流和电阻器噪声密度:

方程式 15. eiN_R= 2×eiN2+2×eN_REQ2 

方程式 16 以有效噪声带宽的函数的形式计算 RTI 电流和电阻器噪声,单位为 µVRMS:

方程式 16. EiN_R=  eiN_R ×ENBW

表 7-6 展示了 RSEN =2kΩ、RIN_FIL = 100Ω 且 ENBW = 45.5kHz 时 PGA 电路的 RTI 电流和源电阻噪声。输入端的电阻器和电流噪声贡献在 PGA 增益下保持恒定。当此输入噪声贡献以输出为基准时,需要将输入噪声乘以 PGA 增益。

表 4-3 PGA855 以输入为基准的电流和源电阻噪声
iN
(pA / √Hz)
REQ
(Ω)
eN_REQ
(nV / √Hz)
eiN
(nV / √Hz)
EiN_R(RTI)
(µVRMS)
0.31.1k4.260.331.29