【導讀】影響數據采集系統(tǒng)的主要因素包括：速度、精度、功耗、封裝尺寸和元件成本，其中哪些會成為關鍵因素取決于應用場合。本文介紹如何使用單個運算放大器來驅動 8 信道數據采集系統(tǒng)中的 ADC，從而減少整個系統(tǒng)的成本和尺寸。
AD7329 八信道、12 位加符號位、1 MSPS ADC 擁有真正的雙極輸入以及四個可獨立編程、可通過軟件選擇的輸入范圍：±4×VREF、±2×VREF、±VREF 和 0-to-4×VREF。它采用靈活的設計，經配置后可以滿足各種各樣的應用需求。如圖 1 所示，AD7329 由 8 信道多路復用器以及隨后的采樣保持和逐次逼近 ADC、信道序列器、2.5 V 基準電壓源和 SPI 兼容接口組成。
圖 1. AD7329 功能框圖
模擬輸入信道通過多路復用器路由至 MUXOUT+ 和 MUXOUT– 引腳。ADCIN+ 和 ADCIN– 引腳連接到采樣保持輸入開關 (R1) 和采樣電容器 (C2)，如圖 2 所示。需要注意的是，輸入源必須提供所需的電流以驅動 ADC 輸入，并在 ADC 的 300 ns 采樣時間內建立所需的精度。當采樣保持開關從“保持”變?yōu)?ldquo;采樣”時，ADC 產生的瞬時反沖會影響輸入源。在以最高采樣速率運行的應用中，可能需要一個輸入緩沖放大器來驅動 ADC，從而將輸入源與采樣保持開關隔離開來。
圖 2. AD7329 模擬輸入結構—單端模式
AD7329 的設計非常靈活，允許在 MUXOUT+ 和 ADCIN+ 引腳之間放置一個運算放大器。在圖 3 中，超低噪聲、超低失真的 AD797 運算放大器將輸入源與 AD7329 的輸入結構隔離開來，增加了輸入阻抗并減小了驅動 ADC 所需的電流。此配置還允許單個運算放大器以最大的采樣頻率驅動八個模擬輸入信道，因此減少了元件數量、板面積和系統(tǒng)成本。
圖 3. MUXOUT 和 ADCIN 之間的緩沖器增加了輸入阻抗
通過配置運算放大器以實現(xiàn)增益，如圖 4 所示，使得 AD7329 能夠適應毫伏范圍內的信號，同時保持出色的性能。微弱信號由 AD797 放大，并將經過放大的信號應用于 ADCIN+。為了實現(xiàn)最佳性能，可以選擇增益，以便滿度輸入信號使用 ADC 的完整動態(tài)范圍。
圖 4. MUXOUT 和 ADCIN 之間的增益級有利于毫伏輸入
表 1 顯示了在 ±10 V 范圍內獲得的性能和增益（采用 10 kHz 輸入和 1 MSPS 采樣速率）。值得注意的是，在增益為 1000 時，轉換器還可以實現(xiàn)大于 11 的有效位數 (ENOB) ，從而實現(xiàn)與 21 位 ADC 相當的動態(tài)范圍。此外，圖 3 中所示配置的所有優(yōu)勢也適用于此應用場合。
表 1. AC 性能和增益
某些應用場合要求更改增益以適應具有不同信號幅度的輸入信道。在這些情況下，可以采用 AD8250、AD8251、AD8253 等可編程增益儀表放大器 (PGIA) 來取代運算放大器。
參考電路
AN-0972，AD7329 如何幫助降低成本
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