如何降低SAR ADC驱动器的放大器功耗

1300 驱动器 SAR adc

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 作者: Xavier Ramus 由于 SAR ADC 的功耗随着每一代新器件的推出而不断降低，放大器成了功耗敏感型应用的制约因素。那么我们如何才能进一步降低功耗？在寻找可能的解决方案之前，让我们先考虑一下 ADC 功耗降低的原因。下图 1 直接显示了我们 12 位、4MSPS ADS7881 SAR ADC 的功耗情况，是功耗显著降低的很好例证。图 1：ADS7881 功耗与采样率比较当运行在高时钟速率下时，唯一的省电方法就是降低供电电压。但这并非总是可行的。当在使用 SAR ADC 监测应用时，如果在系统完全唤醒状态下很少有事件会提升采样速度，应考虑使用低占空比。这对 ADC 来说已经很好了，但却没有回答如何显著降低运算放大器功耗的问题。那么我们应该如何做呢？ ADS7881 是一款 12 位 ADC，电压输入范围介于 0V 至 +2.5V 之间。我选用 OPA836 作为放大器，因其可使用与 ADS7881 相同的电源。使用 +5V 电压供电，我们可在电压保持在输入动态范围内的同时，最大限度降低 ADC 及其驱动器功耗。 OPA836 是一款采用 2x2 毫米 QFN 封装，具有出色压摆功能与线性度的 1mA 运算放大器，是电池供电应用的理想选择。虽然它是一款轨至轨输出 (RRO) 器件，但只有在产生少量负电源时，其输出才能摆动至接地。正输出也存在同样的限制，不过在这里没有意义。应注意 OPA836 的产品说明书对最低／最高线性输出电压与饱和输出电压做了明确区分。对高低电压轨而言，线性工作预留电压空间为 150/250mV，而饱和工作预留电压空间则为 15/43mV。另外，由于 OPA836 的输入不是轨至轨输入 (RRI)，只含接地，因此电压范围可能只能局限在 -0.2V 至 3.9V 之间。避免这种局限性的合理方法是在增益超过 1V/V 的条件下使用 OPA836。由于 ADS7881 的最大输入电压范围受 +2.5V 参考电压限制，而我们面临的唯一限制是输出端的负轨，因此单位增益工作完全没有问题。因为 OPA836 是一款高速放大器，因此我们将获得超过 56MHz 的带宽以及超过 100V/ms 的压摆率，可确保带宽与任何信号电平保持恒定。 ADS7881 的最低有效位 (LSB) 大约是 610mV。OPA836 最大输入失调电压达 500uV，可充分满足 12 位应用需求。由于可控制 ADC 的时钟速率，因此可在微控制器中生成一个信号来通过适当定时启用／禁用 OPA836。OPA836 的 PD 引脚可便捷与 ADS7881 的 BUSY 引脚、CONVST 引脚或 NAP 引脚同步，将 OPA836 置于禁用模式下。现在要解决的主要问题是放大器的开启时间，以及运算放大器和 ADC 之间的滤波器接口强制减速时间常数。如下图 2 所示，OPA836 具有关断功能，其开启／关闭速度相当快，可轻松适应高占空比。图 2：OPA836 启用／禁用响应剩下的最大问题是放大器后的滤波器时间常数。解决这个问题的方法是当放大器处于关断模式时，控制放大器输出端的输出电压，如图 3 所示。图 3：在禁用模式下保持放大器的共模电压输出图 4：OPA836 在输出端保持的中等电压下启用／禁用响应可以看到，图 2 和图 4 之间唯一的差别是共模不同，放大器仍然有相同的开启／关闭时间常数。当 ADC 从采样状态进入保持状态时，放大器的唯一作用是保持适当的共模电压，帮助安排 ADC 进行下一次转换。当运算放大器处于禁用模式时，这可使用一款电阻分压器取代，以节省电源。如欲了解相关信息，敬请查看我们的设计精粹视频“《如何选择运算放大器驱动 SAR ADC》”或“《如何获得产品说明书，了解 SAR ADC 价值》”。 0
2018-9-21 15:16:44　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × elecfans电答该类别下有 503 个回答，其中被选为最佳答案 1 次。邀请回答辰达行电子该类别下有 112 个回答。邀请回答叫我赵大只该类别下有 30 个回答。邀请回答 xiaoxue11 该类别下有 28 个回答。邀请回答 leetow2006 该类别下有 25 个回答。邀请回答杰然不同该类别下有 20 个回答。邀请回答西西该类别下有 20 个回答。邀请回答 xichi2015 该类别下有 17 个回答。邀请回答 zhtyr 该类别下有 17 个回答。邀请回答 YHZY 该类别下有 13 个回答。邀请回答曾庆发该类别下有 11 个回答。邀请回答小程321 该类别下有 10 个回答。邀请回答 shaorc 该类别下有 10 个回答。邀请回答 bigcap1234 该类别下有 10 个回答。邀请回答孙敬啊该类别下有 9 个回答。邀请回答 Music 该类别下有 9 个回答。邀请回答两只耳朵怪该类别下有 9 个回答。邀请回答卍依靠佛号走天涯卍该类别下有 8 个回答。邀请回答去玩儿该类别下有 8 个回答。邀请回答 xudajiang1988 该类别下有 8 个回答。邀请回答举报阮薇相关推荐 • 哪款放大器才是最好的驱动器？ 1107 • ADC驱动器如何配置为差动放大器？ 2075 • 我始终需要一个放大器来驱动我的SAR ADC吗？ 1834 • 低噪声精密运算放大器驱动高分辨率SAR ADC详解 1691 • ∑-∆ ADC驱动器怎么达到最佳效果？ 1153 • 全差分放大器和单端转差分放大器的主要区别是什么? 417 • 低功耗全差分仪表放大器威廉希尔官方网站怎么设计？ 2017 • ADC+驱动器的结合相得益彰 1006 • 全差分仪表放大器与其他单端输出放大器相比有什么优势？ 1441 • ADAQ798x的几种常见ADC驱动器配置方案 1326