用超高纯度的正弦波振荡器测试18位ADC

2012-08-02 10:20:38来源: 21ic
  对高分辨率ADC保真度有一种灵敏的测试,那就是忠实地数字化一个正弦波的能力。这个测试要求有一台残余失真接近1ppm(百万分之一)的正弦波发生器。另外,它还要求有一个计算机上运行的ADC输出监控器,用于读出并显示转换器输出的频谱分量。要以合理的成本和复杂性完成这个测试,就要在使用前验证其

  部件的结构与性能。低失真振荡器通过一个放大器驱动ADC(图1)。ADC的输出接口对转换器的输出做格式化,并与计算机通信。计算机上运行频谱分析软件,并显示出计算的结果数据。

  振荡器电路

  系统的振荡器是电路中最难设计的部分。直觉上振荡器必须具有低的杂波水平,18位ADC的测量才能有意义。然后,还必须使用独立的方式,验证这些低杂波特性。

  设计源于Winfield Hill的一项工作,他是哈佛大学罗兰学院电子工程实验室的主任。以后可以将此设计用于2kHz的Wien桥设计(图2)。所有放大器都以反相方式使用,这样可以消除信号路径中的CMRR(共模抑制比)误差。

  低失真放大器A1和A2是本款振荡器中的有源元件。原设计中的JFET会带来传导调制误差,因此可以用一个LED驱动

的CdS(硫化镉)光电隔离器代替它。然后将A2的输出与A3输入端的滤波DC偏移结合起来。A3反馈网络中的电容限制了放大器的带宽。这个2.6kHz滤波器的输出驱动待测ADC的输入放大器。


       A1/A2振荡器需要AGC(自动增益控制),因此,将电路的输出用交流耦合到一个高阻低噪声的JFET输入放大器A4,后者再馈至精密整流器A5。A5再驱动积分器A6。A6的直流输出表示了电路输出正弦波的交流幅度。

  电流汇总电阻可以用于平衡针对凌力尔特技术公司LT1029 IC所产生基准电压的直流值。电流汇总电阻馈入AGC单电源放大器A7。这个放大器驱动Q1,设定LED的电流。LED电流封闭了增益控制回路,因为它最终改变了CdS芯的电阻,从而稳定振荡器的输出波幅。

  通过获得电路输出的增益控制反馈,维持了输出的波幅,而与A3以及输出滤波器的衰减与带宽限制响应无关。这种拓扑结构还对放大器A7的闭环动态性能提出了要求。A3的带宽限制、输出滤波器、A6的滞后,以及连接到Q1基极的纹波抑制元件相互结合,产生了一个明显的相位延迟。可以在A7的主极上用一只1μF电容配合一个零值RC(电阻/电容)吸收这个延迟,以实现稳定的回路补偿。这种方法代替了经精细调整、有简单RC滚降响应的高阶输出滤波器,最大限度减小了失真,维持了输出波幅的恒定不变。

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关键字:正弦波  振荡器  ADC  凌力尔特

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0802/article_5572.html
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