Простая схема ограничения и сдвига уровня для параллельного АЦП

Analog Devices AD8002

Журнал РАДИОЛОЦМАН, апрель 2019

Alfredo del Rio

EDN

В спецификациях многих параллельных АЦП, таких как выпускаемый Texas Instruments ADC1175, рекомендованный диапазон входных рабочих напряжений составляет от 0.6 до 2.6 В. Однако в некоторых приложениях требуется дискретизация симметричного входного аналогового сигнала. Описанная в этой статье схема преобразует симметричный входной сигнал от –0.2 до +0.2 В в сигнал рекомендованного для АЦП диапазона от 0.6 до 2.6 В (Рисунок 1). Кроме того, схема не позволяет выходному напряжению опускаться ниже потенциально опасного для АЦП уровня –0.3 В.

Добавление R3 и D1 к обычной схеме операционного усилителя превращает его в ограничитель. Уровень ограничения определяется компонентами R3, D1, R4 и R5. Добавление тока IDC позволяет смещать постоянный уровень выходного напряжения.
Рисунок 1. Добавление R3 и D1 к обычной схеме операционного усилителя превращает его
в ограничитель. Уровень ограничения определяется компонентами R3, D1, R4 и R5.
Добавление тока IDC позволяет смещать постоянный уровень выходного напряжения.

Для получения широкой полосы пропускания в схеме используется сдвоенный операционный усилитель с токовой обратной связью AD8002. Коэффициент усиления напряжения первого неинвертирующего усилителя (IC1A) равен пяти. Этот каскад, имеющий высокое входное и низкое выходное сопротивление, обеспечивает также согласование входного сигнала со вторым каскадом IC1B. Основную часть работы выполняет второй каскад. Функция ограничения реализуется инвертирующим усилителем, образованным микросхемой IC1B и резисторами R4, R5, к которому добавлены R3 и D1. Уровень ограничения задается элементами R3, D1, R4 и R5. Добавление тока IDC сдвигает постоянный уровень выходного напряжения. Требуемый уровень смещения, в данном случае 1.6 В, устанавливается подстроечным резистором P1.

Считая ток диода D1 пренебрежимо малым, выражение для выходного напряжения VO можно записать так:

Учитывая, что напряжение VD на диоде равно 0.6 В,

Ограничение, защищающее АЦП, происходит вблизи 0 В. Повышение порога ограничения ухудшает линейность схемы в рабочем диапазоне. Другими словами, между уровнем ограничения и линейностью существует компромисс. Резистор R8 ограничивает ток через входной вывод АЦП. Конденсатор C2 является необязательным; он служит для ограничения полосы пропускания схемы. Блокировочный конденсатор C1 снижает уровень помех, которые могут приходить по шине питания –VCC.

Материалы по теме

  1. Datasheet Analog Devices AD8002
  2. Datasheet Texas Instruments ADC1175

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Simple analog circuit provides voltage clipping and dc shifting for flash ADC

Цена AD8002AD8002 на РадиоЛоцман.Цены — от 213 до 785 руб.
31 предложений от 21 поставщиков
2x Операционный усилитель, 800МГц, SOIC8, -40°C - +85°C
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
ЭИКAnalog DevicesAD8002ARMZот 213 руб.
Стандарт СИЗAnalog DevicesAD8002ARZ246 руб.
ИнтерияAD8002ARZ337 руб.
ЗУМ-ЭКAnalog DevicesAD8002ARZ351 руб.
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя