ADI实验室电路:超低功耗数据采集系统

AD7091R集成了一个内部2.5 V基准电压。针对REFIN/REFOUT引脚的良好去耦可达到指定的性能。REFIN/REFOUT电容的典型值为2.2μF。注意可通过外部加载内部基准电压。若使用了外部基准电压，则该电压范围必须为2.7V至VDD，并且必须连接REFIN/REFOUT引脚。调节器旁路（REGCAP）去耦电容的典型值为1μF。

施加于VDRIVE输入的电压控制串行接口的逻辑电平电压。将该引脚连接至逻辑系列的电源电压，该电源电压与AD7091R数字输出相连。可将VDRIVE设为1.8 V至VDD范围内的值。VDRIVE去耦电容的典型值为100nF，与10μF并联。若需忙碌指示功能，可在VDRIVE和SDO引脚之间连接一个100kΩ的上拉电阻。

用于缓冲AD7091R模拟输入的AD8031被配置成一个单位增益缓冲器。在运算放大器的输出级后面连接一个单极点RC滤波器，以降低带外噪声。RC滤波器的截止频率设为660kHz。然而，根据系统吞吐速率的要求，该参数可能有所不同。对于AD7091R未工作在最大吞吐速率下的系统，可降低滤波器的截止频率。取决于模拟信号的输入幅度和失调，可将AD8031运算放大器配置成提供增益、衰减和电平转换，以匹配ADC模拟输入范围的输入信号摆幅。

表1. AD7091R在3 V、普通模式下的典型功耗与吞吐速率的关系

注意，采样时转换开始脉冲宽度 = 20 ns，VDD =VDRIVE = 3 V.

图2和图3表示电路的积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）曲线。注意INL和DNL低于±1 LSB。

图2. 采样速率为1 MSPS时的INL

图3. 采样速率为1 MSPS时的DNL

图4表示针对8192个样本计算的FFT数据；采样速率为1MSPS，模拟输入频率为10 kHz。SNR为70.44 dBFS。

图4. 系统的FFT，输入=10 kHz，采样频率=1 MSPS

该电路必须构建在具有较大面积接地层的多层印刷电路板（PCB）上。为实现最佳性能，必须采用适当的布局、接地和去耦技术。

根据应用和传感器的具体要求，可以更改AD7091R和AD8031周围