【導讀】當(dang)今(jin)許(xu)多(duo)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu)小(xiao)尺(chi)寸(cun)
，同(tong)時(shi)保(bao)持(chi)同(tong)樣(yang)的(de)性(xing)能(neng)。開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)經(jing)常(chang)麵(mian)臨(lin)如(ru)何(he)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao)的(de)問(wen)題(ti)並(bing)且(qie)經(jing)常(chang)要(yao)做(zuo)出(chu)妥(tuo)協(xie)。舉(ju)例(li)來(lai)說(shuo)，通(tong)過(guo)犧(xi)牲(sheng)噪(zao)聲(sheng)性(xing)能(neng)或(huo)精(jing)度(du)來(lai)減(jian)小(xiao)尺(chi)寸(cun)。本(ben)文(wen)探(tan)討(tao)使(shi)用(yong)連(lian)續(xu)時(shi)間(jian)Σ-Δ型(CTSD)轉換器優化設計
、降低物料(BOM)成本和減小尺寸的新型方法。

問題:

為何應考慮使用CTSD ADC來改善我的信號鏈設計？

答案:

相比傳統架構

，CTSD拓撲能夠優化信號鏈。

當(dang)今(jin)許(xu)多(duo)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu)小(xiao)尺(chi)寸(cun)，同(tong)時(shi)保(bao)持(chi)同(tong)樣(yang)的(de)性(xing)能(neng)。開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)經(jing)常(chang)麵(mian)臨(lin)如(ru)何(he)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao)的(de)問(wen)題(ti)並(bing)且(qie)經(jing)常(chang)要(yao)做(zuo)出(chu)妥(tuo)協(xie)。舉(ju)例(li)來(lai)說(shuo)

，通(tong)過(guo)犧(xi)牲(sheng)噪(zao)聲(sheng)性(xing)能(neng)或(huo)精(jing)度(du)來(lai)減(jian)小(xiao)尺(chi)寸(cun)。本(ben)文(wen)探(tan)討(tao)使(shi)用(yong)連(lian)續(xu)時(shi)間(jian)Σ-Δ型(CTSD)轉換器優化設計、降低物料(BOM)成本和減小尺寸的新型方法。

要讓所需的傳感器或信號達到最佳效果
，必須保證信號鏈中的所有元件配合出色。從傳感器到模數轉換器(ADC)通常使用幾個分立元件。除了傳感器和ADC，還經常使用儀表放大器
、ADC驅動器、基準電壓源緩衝器和濾波器。尤其要注意的是，ADC驅動器的選擇和濾波器設計通常是造成誤差的來源，但這兩項通常會被低估。

優化設計、降低BOM成本並減小尺寸的一種方法是使用μModule®器件。這些器件是高度集成的解決方案，包含轉換器、緩衝器和無源組件。采用這種新型CTSD技術，就可以直接驅動ADC，無需將放大器用作緩衝器。此外，這種新拓撲還可以簡化濾波器設計。圖1顯示傳統的離散時間ADC (DT-ADC)和CTSD轉換器之間的區別。與傳統設計相比
，CTSD設計可以將尺寸縮減68%。

圖1.(A) 離散時間ADC拓撲，(b) 連續時間Σ-Δ型轉換器，(c) 通過開關電容輸入級的電荷注入反衝。

圖2.DTSD和CTSD的尺寸對比，顯示使用CTSD ADC可以明顯減小尺寸。

在傳統的DT-ADC（例如SAR ADC或Σ-Δ ADC）中，會使用開關電容拓撲。ADC和參考輸入端就是這種情況。這會使"采樣"和"保持"兩個階段之間出現差分。它們分別對應"保持"電容的充電和放電。所以，由於寄生特性（電荷注入反衝）


，必須提供足夠電流
，以便進行充電、放電以及電荷吸收。許多傳感器無法提供如此高的電流，因此需要進行緩衝。除了此功能之外，驅動器的速度還必須足夠快（建立時間短，擺率高），以便解決"采樣"階段（參見圖1c）結束時穩定輸出，從而避免給目標信號帶來更多誤差。所以
，對ADC驅動器的要求非常高。

CTSD轉換器具有阻性輸入，可以直接由傳感器驅動。如果傳感器無法驅動ADC（例如，如果傳感器的阻抗非常高）
，可以插入一個簡單的放大器來實現阻抗轉換。

CTSD還有一個優勢，就是它本身具有抗混疊濾波器（低通濾波器）特性。傳統拓撲需要在輸入端使用低通濾波器來濾除高頻幹擾信號。這是因為奈奎斯特準則要求采樣速率必須至少為所需信號頻率的2倍。如果采樣速率過低
，可能會出現混疊，導致幹擾噪聲進入信號。對於CTSD轉換器本身的抗混疊濾波器特性，一種解釋是：采樣不是發生在調製器輸入端，而是發生在 環路濾波器之後。

結論

CTSD拓撲為優化信號鏈提供了傳統架構之外的另一種新的解決方案。此外

，如果非常注重上市時間、BOM或尺寸因素
，那麼 AD4134 等ADCchanpinjianghuishiyigefeichangbucuodexuanze。tamenjuyouzuxingshuruqiebenshenzidailvboqishuxing，keyibangzhujianhuaheyouhuaxuduosheji。zaixuduoyingyongzhong
，keyiwuxushiyongADC驅動器
、濾波器設計中的無源組件和基準電壓源緩衝器。《模擬對話》刊登了 有關該主題的係列文章 
，詳細闡述了上述優勢以及許多其他特性。

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