大多數(shù)系統(tǒng)中，需要在性能與低功耗之間進行權(quán)衡。本電路設(shè)計的重點是考察部分權(quán)衡因素，同時在16位、100 kSPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中實現(xiàn)低功耗（8 mW，典型值）和高性能。

本電路使用 AD7988-1低功耗(350 μA) PulSAR?模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，該器件直接從ADA4841-1 高性能、低電壓、低功耗運算放大器驅(qū)動。選擇該放大器是因為它具有極佳的動態(tài)性能，可采用單電源電壓供電且提供軌到軌輸出。此外，輸入共模電壓范圍包括負供電軌。

AD7988-1 ADC需要2.4 V至5.1 V間的外部基準電壓。本應(yīng)用中，選擇的基準電壓是ADR4525 精密2.5 V基準電壓源。

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本電路的核心是AD7988-1 16位、100 kSPS逐次逼近型ADC，采用VDD單電源供電。它內(nèi)置一個低功耗、高速、16位采樣ADC和一個多功能串行端口接口(SPI)。在CNV上升沿，該器件對IN+與IN-之間的模擬輸入電壓差進行采樣，范圍從0 V至REF?；鶞孰妷?REF)由外部提供，并且可以獨立于電源電壓(VDD)。

在為本電路筆記執(zhí)行的實驗中，AD7988-1評估板與系統(tǒng)演示平臺（SDP， EVAL-SDP-CB1Z）接口，ADC SPI兼容串行接口則連接到DSP SPORT接口。ADC SPI接口能夠?qū)讉€ADC以菊花鏈形式連結(jié)到單三線式總線上。采用獨立VIO電源引腳時，它與1.8 V、2.5 V、3 V或5 V邏輯兼容。

AD7988-1采用10引腳MSOP或10引腳QFN (LFCSP)封裝。為方便起見，該電路板采用MSOP封裝。

ADC輸入從 ADA4841-1單位增益穩(wěn)定、低噪聲和低失真、軌到軌輸出放大器進行緩沖和驅(qū)動，該器件通常在1.1 mA的靜態(tài)電流下工作。此放大器提供2.1 nV/√Hz的低寬帶電壓噪聲和1.4 pA/√Hz的電流噪聲，100 kHz時具有極佳的?105 dBc無雜散動態(tài)范圍(SFDR)。為了在更低頻率下保持低噪聲環(huán)境，10 Hz時放大器具有7 nV/√Hz和13 pA/√Hz的低1/f噪聲。

使ADA4841-1非常適合單電源應(yīng)用的主要特性是，它在該應(yīng)用中可以采用單供電軌供電，同時將可負供電軌接地。放大器輸出擺幅可以達到地電平的50 mV范圍內(nèi)，這是本應(yīng)用可接受的值。請注意，輸入共模電壓范圍從負供電軌擴展至正供電軌的1 V范圍內(nèi)。為容納目標信號范圍（0 V至2.5 V），必須提供1 V裕量；因此本電路中使用4 V供電軌。ADA4841-1 采用6引腳SOT-23或8引腳SOIC封裝。

本應(yīng)用中使用的2.5 V基準電壓源是 ADR4525 ，屬于 adr45XX 基準電壓源系列，可以提供高精度、低功耗、低噪聲，且具有±0.01%初始精度、極佳的溫度穩(wěn)定性和低輸出噪聲。ADR4525 的低熱致輸出電壓遲滯和低長期輸出電壓漂移提高了系統(tǒng)性能。700 μA的最大工作電流和500 mV的低壓差（最大值）使該器件最適合便攜式設(shè)備。

用于本電路中的三個產(chǎn)品的額定工作溫度范圍均為?40°C至+125°C全工業(yè)溫度范圍。

性能預(yù)期

由于功耗在本應(yīng)用中是關(guān)鍵，有必要分析每個元件的貢獻，以確保在眾多可用產(chǎn)品中選擇適當?shù)钠骷?。第一步是查看三個選定器件的不同電源電流。

表1中顯示了為每個貢獻元件計算和測得的典型電源電流。ADC數(shù)字接口的VIO電源可以忽略不計，因此不包括在內(nèi)。測得電流與計算值的比較非常有利；無源元件可能引起小差異，使電源電流略不同于典型數(shù)據(jù)手冊規(guī)格。

使用低值基準電壓時，AD7988-1 ADC的交流性能會有所下降。圖2中顯示了這一性能下降，其中信噪比、信納比(SINAD)和有效位數(shù)(ENOB)均顯示為基準電壓的函數(shù)。請注意，對于2.5 V基準電壓，預(yù)計SNR性能約為86 dB至87 dB。

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電路測量結(jié)果如圖3所示。86.17 dB的SNR性能與2.5 V基準電壓的預(yù)計效果相當，如上文圖2所示。

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