差分输入ADC的前端抗混叠RC滤波器设计及作用
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2019-03-02
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差分输入
抗混叠滤波器是
用来移除输入信号中的高频谐波部分，防止高频谐波超过采样频率的一半。抗混叠
滤波器为低通 R
C
滤波
器，根据实际应用需求设定
信号而言，应设
计高带宽滤波器，以保证在
信号，应设计低
带宽滤波器，限制输入信号的噪声，提高系统的信噪比（
波器模型。
图中滤波
器 3db
带宽计算公式
如下：
C
FLT
:差分滤波
电容；
有助于
减少采样电荷注入，并提供一个电荷桶，可以在
速给内部采样保
持电容充电。
注意：
1、 C
FLT
的值应大
于等于
有给出，叫
in
put capacitance)
2、 C
FLT
应采用 CO
G-
或者
定的电学特性。
R
FLT
:隔离电阻
；
放大器在
驱动容性负载
在放大器输出端串联隔离电阻
与 ADC
的非线
性输入阻抗相互作用而增加了失真。失真随着源阻抗，输入信号频率和输入信号幅
度的增加而增加
。 因此，R
FLT
注意：
输入放大器带宽
必须远高于抗混叠滤波器的截止频率。
器的相位裕度要
超过 40°
，建议用一
些仿真软件确认一下放大器的输出相位裕度是多少。如果放大
器与电阻的相位
裕度小于
40
°
波器截止频率。
差分输入
ADC 的
前端抗混叠 RC 滤波器设计及作用
抗混叠滤
波器是用来移除输入信号中的高频谐波部分，防止高频谐波超过采样频率的一半。抗混叠
滤波
器，根据实际应用需求设定
3d
b 带宽。
对于具有
瞬变或者有多路复用的
信号而言
，应设计高带宽滤波器，以保证在
adc 采
集窗口期间将信号送入
ADC
信号，应
设计低带宽滤波器，限制输入信号的噪声，提高系统的信噪比（
SN
R
）。
图
图 1
抗混叠滤波器
带宽计算
公式如下：
f
=
1
2Π
(
R
+ R
)
∗ C
有助于
减少采样电荷注入，并提供一个电荷桶，可以在
ADC
速给内部
采样保持电容充电。
的值应大于等
于
10 倍的 ADC 采样电
容：C
FLT
≥10
C
I
(C
I
是 AD
C
的输入
电容，在手册中
input
capacitance)
；
或者
NPO
-类型的电容，因为这类电容有很高的 Q
值、低温度漂
移和稳
放大器
在驱动容性负载
时会降低放
大器的相位裕度，从而使放大器不稳定。所以要
在放大器输出端串联隔离电阻
R
FLT
。从放大器稳定性的角度来看，较高的
RFLT
的非线
性输入阻抗相互作用而增加了失真。失真随着源阻抗，输入信号频率和输入信号幅
FLT
的选择需要
平衡设计的稳定性和失真。
输入放大
器带宽必须远高于抗混叠滤波器的截止频率。
选择的放
大器和使用的抗混叠滤波
，建议
用一些仿真软件确认一下放大器的输出相位裕度是多少。如果放大
40
°
，建议
使用具有更高带宽的不同放大器或使用更大的差分电容降低滤
抗混叠滤
波器是用来移除输入信号中的高频谐波部分，防止高频谐波超过采样频率的一半。抗混叠
对于具有
瞬变或者有多路复用的
DC
ADC
输入端
。对于 AC
）。
图
1 是抗混叠
滤
AD
C
在采集过程中
快
的输入电容
，在手册中
值、低
温度漂移和稳
时会
降低放大器的相位裕度，从而使放大器不稳定。所以要
RFLT
值很有用，但由于
的非
线性输入阻抗相互作用而增加了失真。失真随着源阻抗，输入信号频率和输入信号幅
选择的放大器
和使用的抗混叠滤波
，建议
用一些仿真软件确认一下放大器的输出相位裕度是多少。如果放大
，建议
使用具有更高带宽的不同放大器或使用更大的差分电容降低滤
王纯配
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