圖7.eval-AD7175-2SDZ評估板上已消除雜散簇。
以320 mA輸出電流對eval-AD7175-2SDZ板供電時,通過eval-AD7616SDZ GUI FFT對9V輸出AC-DC適配器進行測試。使用AD7616 ±10 V輸入范圍時,ADR445?基準源電源引腳上的開關(guān)頻率功率約為 –70 dBFS,這意味著使用AD7175-2 ±5 V輸入范圍時,產(chǎn)生的噪聲具有6.325 mV峰峰值或為–64 dBFS。
圖8.eval-AD7616SDZ GUI FFT捕獲的3.3 V VADJ_FMC開關(guān)紋波。
此電源開關(guān)紋波噪聲會饋入AD7175-2 ADC,并以數(shù)字碼呈現(xiàn),存在一定程度的衰減,如下所述:
- ADR445基準源的數(shù)據(jù)手冊規(guī)定60 kHz處的PSRR為49 dB。
- ADR445基準源在60 kHz處的輸出阻抗約為4.2 Ω。結(jié)合4.8 μF存儲電容,可進一步造成18 dB衰減。
- 此外,當ODR為256 ksps時,AD7175-2 ADC的數(shù)字濾波器sinc5 + sinc1在60 kHz處會增加約–3 dB衰減。
計算所得的電平為–134 dBFS,十分接近圖5中所捕獲的–130 dBFS雜散簇電平(不包括最高的窄帶雜散)。這可證實,該雜散簇是由AC-DC適配器的開關(guān)紋波饋入外部基準源ADR445造成的。剩下的窄帶雜散將在下一章節(jié)中予以分析。
由注入信號鏈的干擾而導(dǎo)致的雜散問題
在硬件系統(tǒng)中,從輸入傳感器到精密轉(zhuǎn)換器輸入端之間往往具有很長一段信號鏈。該信號鏈包括連接電纜、連接器、路由導(dǎo)線、調(diào)整和調(diào)理電路、ADC驅(qū)動器等等。因此,外部干擾很有可能會注入模擬輸入信號鏈并產(chǎn)生ADC雜散。
由電源電纜干擾注入信號鏈而導(dǎo)致的雜散問題
在研究eval-AD7175-2SDZ評估板輸出頻譜中剩下的窄帶雜散時,注意到測試臺上有一臺正在工作的數(shù)字示波器。如圖9所示,該示波器的220 V交流電源電纜(黑色)與eval-AD7175-2SDZ評估板的模擬輸入電纜(灰色)有一部分重疊。將示波器關(guān)掉或?qū)⑵潆娫措娎|從模擬輸入電纜上移開后,60 kHz處的窄帶雜散消失,如圖10所示。
在系統(tǒng)機柜中,對傳感器至DAQ板之間的線路進行布線時應(yīng)格外注意。將敏感的低電平模擬信號與大電流電力線隔離開來是一個良好的操作習(xí)慣。