中心議題：

• 低功耗ADC實現“綠色”采集

解決方案：

• 使用LTC2195與LTC6406的配對組合
• ADC采樣前進行調節

henjiuyiqian，jingquededianqiceliangshizaiyuanshishiyanshihuanjingzhongjinxingde，zaizheleihuanjingzhongjuyouchongzudedianligongying，shijianfenpeiyenengquebaojigaodezhunquexing。erjintian
，renmenxiwangjiangyibiaoxiedaidaoxianchang，rangqikaodianchidianyuanyunxing
，shenzhilijishixiangenggaodezhunquexing。monidianluyushuzidianlubutong

，tabuhuicongjiaoxiaojihechicunchanshengdechiduxiaoyingzhongshouyi。如果功率消耗較少，那麼噪聲（精確測量的大敵）實際上將會增加。可以理解，隨著新低壓工藝的出現，信噪比（SNR）將變得更差，因為信號幅度在減小。那麼
，在提高性能的同時

，模擬信號鏈怎樣才能"走向綠色"呢？

很多高速儀表的核心是一個高速模數轉換器（ADC）。例如：金屬物體的非破壞性測試就采用了一種類似於醫療超聲的成像方法，采用這種方法時
，數字圖像傳感器為高速ADC饋kui送song信xin號hao。在zai某mou些xie情qing況kuang下xia會hui有you很hen多duo個ge通tong道dao，因yin此ci
，尺chi寸cun和he功gong耗hao成cheng為wei關guan鍵jian。便bian攜xie式shi儀yi表biao顯xian然ran需xu要yao節jie省sheng電dian池chi電dian力li，不bu過guo，即ji使shi是shi固gu定ding安an裝zhuang設she備bei，也ye需xu關guan注zhu功gong率lv（無論是應對"綠色"倡議，還是僅僅要在外形緊湊的儀表中最大限度地降低熱耗散）。ADC的發展趨勢是遷移至更小的工藝尺寸，並使用1.8V電源以降低功耗
，但要實現與類似3V器件同樣或者更高的性能，就需要更明智的ADC設計。

淩力爾特（Linear）公司開發出了幾款引腳兼容

，采樣率高達125Msps的1.8V超低功耗12位/14位和16位ADC係(xi)列(lie)
，這(zhe)些(xie)器(qi)件(jian)以(yi)非(fei)常(chang)低(di)的(de)功(gong)率(lv)等(deng)級(ji)提(ti)供(gong)了(le)卓(zhuo)越(yue)的(de)動(dong)態(tai)性(xing)能(neng)。這(zhe)些(xie)新(xin)型(xing)器(qi)件(jian)無(wu)需(xu)減(jian)少(shao)功(gong)能(neng)或(huo)者(zhe)提(ti)高(gao)前(qian)端(duan)放(fang)大(da)器(qi)要(yao)求(qiu)，就(jiu)可(ke)以(yi)極(ji)大(da)地(di)降(jiang)低(di)功(gong)耗(hao)。由(you)於(yu)可(ke)以(yi)選(xuan)用(yong)單(dan)、雙
、4和8通道ADC,因此客戶可以實現較高的通道密度，同時還可確保係統中的熱耗散最低。不過
，ADC隻是該鏈路中的一部分。整個信號鏈必須得到良好匹配
，以使儀表順利工作。

匹配信號通路設計

對於需要16位性能和超低功耗以延長電池壽命的應用而言，LTC2195係列是理想的解決方案。便攜式儀表就是一個完美的例子。在很多應用中，來自傳感器的信號必須在ADC采樣前進行調節。就這項任務而言，選擇與ADC性能匹配的低噪聲、低功耗放大器非常重要，例如：可以選擇LTC6406,它與LTC2195係列可以良好匹配。

LTC6406是一款具有低噪聲（在輸入端為1.6nV/√Hz）和高線性度（在20MHz時為+44dBm OIP3）的全差分放大器
，它采用小型的3mm×3mm QFN封裝。由外部電阻設定增益，從而為用戶提供了最大的設計靈活性。低功耗（3.3V供電時為59mW）最大限度地降低了對係統功耗預算的影響。這款放大器同樣具有下延至0.5V的共模電壓範圍，這意味著它可以與LTC2195實現無縫配對（LTC2195具有0.9V的標稱共模電壓）。

一般情況下
，數字傳感器輸出為單端。這就需要在ADC采樣之前，進行單端至差分轉換。如果DC的響應也需要進行轉換

，那麼就不能使用變壓器。這種情況下就需要諸如LTC6406這種能夠進行單端至差分轉換的低噪聲放大器。

在該放大器之後必須放置一個濾波器，以降低放大器的寬帶噪聲，並將放大器輸出與ADC輸入隔離（ADC輸入將產生與采樣電容換向有關的共模幹擾）。濾波器有助於衰減這類幹擾，從而保護放大器。高階濾波器則並不需要
，因為放大器的噪聲相當低。轉折頻率為12MHz的濾波器用在此處就已足夠，它不會降低ADC的性能。

zuizhongdelvboqiyingbeishejiweijinjiangdifangdaqidekuandaizaosheng，erbushizuoweijuyoudouqiaoguodudaidexuanzexinglvboqi。lvboqidedouqiaoguodudaihuizengjiacharusunhao
，bingjiangdifangdaqideOIP3,這會導致傳感器信號失真。

圖1采用的ADC是LTC2195.該器件是一款16位125Msps,同步采樣、雙通道ADC,它采用1.8V單電源工作。該器件以每通道216mW功耗
，實現了與消耗1.25W功率的ADC幾乎相同的SNR性能。LVDS串行接口允許該器件占用不到以前ADC一半的電路板空間，同時，由於減少了I/O數，還允許使用更小的FPGA.該電路與LTC6406結合，僅消耗275mW功率
，這對於多通道係統而言是一個明顯優勢。同時，該電路可非常容易地應用於該係列14位和12位器件
，或是以低得多的采樣率采樣的轉換器

，從而進一步節省功耗。

圖2顯示了此電路的性能。結果顯示，在低輸入頻率時
，放大器的線性度不會降低ADC的SFDR,同時，SNR也保持在76.5dB不變。當以單位增益使用時
，LTC6406不會降低LTC2195的SNR或SFDR.
 
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本文小結

無論對固定安裝還是對便攜設備而言，向"綠色"儀表和測試設備發展的趨勢不可避免。隨著性能水平提高和功耗要求下降，匹配整個信號鏈元器件正變得非常重要。就16位性能而言，LTC2195這款ADC是需要關注功率和高分辨率傳感器應用的理想選擇
，而LTC6406則是一款良好匹配的驅動器放大器


，該放大器不會使LTC2195性能打折扣，而且其功率要求也很低。通過使用一個相對低階的濾波器來降低放大器的寬帶噪聲
，該ADC的數據表性能可非常容易地實現。LTC2195與LTC6406的配對組合適用於任何便攜式圖像傳感器應用，並提供了卓越的性能和低功耗。