|
Выбор диф. усилителя к АЦП LTC2208 |
|
|
|
 |
Ответов
|
Nov 2 2010, 11:23
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 287
Регистрация: 3-12-07
Из: г.Казань
Пользователь №: 32 913

|
Цитата(Art55555 @ Nov 2 2010, 11:55)  Добрый день! Выбираем дифференциальный усилитель к АЦП LTC2208. В даташите советуют ставить усилитель LT1993. Усилителями никогда не пользовались (всегда обходились трансформаторами), но под поставленную задачу требуется именно усилитель. Уровень входного сигнала, который требуется оцифровать 100мВ, LT1993 бывают с усилением 2, 4, 10 раз. Какое усиление рекомендуете выбрать в данном случае? Скажите, а зачем усилитель, если оцифровать требуется 100мВ? какой уровень сигнала до усиления?если понимать,что до усилителя 100мВ,то усилить на столько,чтобы получить в размахе амплитуду сигнала 1,5р-р или 2,5р-р(цифры из ДШ). Учитывайте для рассчёта следующиее: 1.на каком расстоянии от АЦП стоит усилитель.Усиление,если не ошибаюсь резиторами задаётся, всегда можно перепаяться, на крайний случай. 2.Уровень искажений. 3.Какой разрядности код на выходе АЦП хотите иметь. Усиление LT1993 Вам хватит?
--------------------
Сжимаются ужи насмешкой лжи
|
|
|
|
|
Nov 2 2010, 12:11
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 184
Регистрация: 7-10-10
Пользователь №: 59 981

|
Цитата(Пётр Толкачёв @ Nov 2 2010, 14:23)  Скажите, а зачем усилитель, если оцифровать требуется 100мВ? какой уровень сигнала до усиления?если понимать,что до усилителя 100мВ,то усилить на столько,чтобы получить в размахе амплитуду сигнала 1,5р-р или 2,5р-р(цифры из ДШ). Учитывайте для рассчёта следующиее: 1.на каком расстоянии от АЦП стоит усилитель.Усиление,если не ошибаюсь резиторами задаётся, всегда можно перепаяться, на крайний случай. 2.Уровень искажений. 3.Какой разрядности код на выходе АЦП хотите иметь. Усиление LT1993 Вам хватит? Информация из даташит: Vin(Ain+, Ain-) это 1,5 или 2,25 Vp-p Vcm=1,25V 100 мВ - это сигнал на входе платы. Правлильно ли мы понимаем, что для корректной работы АЦП нужно с помощью диф. усилителя усилить сигнал в 15 раз? РАзрядность АЦП -16 бит, на выходе хотелось бы видеть хотя бы 12 рабочих разрядов.
|
|
|
|
|
Nov 2 2010, 12:38
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 287
Регистрация: 3-12-07
Из: г.Казань
Пользователь №: 32 913

|
Цитата(Art55555 @ Nov 2 2010, 15:11)  Информация из даташит: Vin(Ain+, Ain-) это 1,5 или 2,25 Vp-p Vcm=1,25V 100 мВ - это сигнал на входе платы. Правлильно ли мы понимаем, что для корректной работы АЦП нужно с помощью диф. усилителя усилить сигнал в 15 раз? РАзрядность АЦП -16 бит, на выходе хотелось бы видеть хотя бы 12 рабочих разрядов. Vcm роли для усилителя не играет, всмысле коэффициента усиления. если надо 12 рабочих разрядов,то:4 в шумах можно или страшие разряды не обрабатываем? В общем не Вам одному лень калькулятором поделить размах по входу на код 12ти/16ти разрядов( про знак не забыть  ).Получите напряжение, соотнесённое к дискрете АЦП . Усли в 15 раз усилить, то,да 1,5В нполных будет.А вот сколько будет в шумах- тут считайте шум исилителя в вашей полосе+шум АЦП.Зависит от задачи, динамический диапазон параметр при проектировании?
--------------------
Сжимаются ужи насмешкой лжи
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 08:34
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 184
Регистрация: 7-10-10
Пользователь №: 59 981

|
Цитата(Пётр Толкачёв @ Nov 2 2010, 15:38)  Vcm роли для усилителя не играет, всмысле коэффициента усиления. если надо 12 рабочих разрядов,то:4 в шумах можно или страшие разряды не обрабатываем? В общем не Вам одному лень калькулятором поделить размах по входу на код 12ти/16ти разрядов( про знак не забыть  ).Получите напряжение, соотнесённое к дискрете АЦП . Усли в 15 раз усилить, то,да 1,5В нполных будет.А вот сколько будет в шумах- тут считайте шум исилителя в вашей полосе+шум АЦП.Зависит от задачи, динамический диапазон параметр при проектировании? Задача немного поменялась. Сигнал с полосой 8 МГц и уровнем около 40 dBuV. Т.е около 100 мкВ. Напряжение, соотнесённое к дискрете АЦП: 2250/65536(16 бит) = 0.034 мВ = 34 мкВ. Правильно я понимаю, если я не усилю входной сигнал, то рабочими будут только 3 разряда?
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 11:03
|
     
Группа: Участник
Сообщений: 3 650
Регистрация: 1-02-09
Из: Киев
Пользователь №: 44 237

|
Цитата(Art55555 @ Nov 12 2010, 10:34)  Задача немного поменялась. Сигнал с полосой 8 МГц и уровнем около 40 dBuV. Т.е около 100 мкВ. Напряжение, соотнесённое к дискрете АЦП: 2250/65536(16 бит) = 0.034 мВ = 34 мкВ. Правильно я понимаю, если я не усилю входной сигнал, то рабочими будут только 3 разряда? Давайте прикинем по-другому. 100мкв - это что-то типа минус 67дбмВт в 50-Омном тракте. Сигнал-шум у АЦП по выходной полосе 65МГц по даташиту 78дБ, будем считать входное 2.25пик-пик или 11дБмвт. Если вы оцифровку фильтранете по 8 МГц, то сигнал-шум улучшится на 9дБ (10лог(65/8)), там где было 78 стало 87. Шумовая дорожка получается на 11-87=минус 76дБмВт или на 9дБ (76-67) (меньше 2 бит) ниже сигнала. Теперь пойдем с другой стороны. Считаем тракт 50-Омным. Шумы в 8МГц полосе минус 174дБмВт-10*лог(8МГц)= минус 174-69=минус 105дБмВт. LT1993 имеет Кш порядка 13дБ. Значит шумовая дорожка, приведенная ко входу усилителя будет на уровне минус 92 дБм. Чтобы привести шумы тепловые и усилителя к шумам АЦП можно усилить на не менее 92-76=16 дБ. Но усилитель имеет усиление 10 раз или 20 дБ, значит шумовая дорожка окажется на уровне минус 72дБм. Сигнал при этом будет на минус 67+20=минус 47дБм, т.е разница с шумом будет 72-47=25дБ или 4 бита. С LTC6401-20 или LTC6400-20 возможно выиграете еще один бит за счет того, что у них Кш почти на 7дБ меньше
Сообщение отредактировал ledum - Nov 12 2010, 11:18
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 14:49
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 184
Регистрация: 7-10-10
Пользователь №: 59 981

|
Цитата(ledum @ Nov 12 2010, 14:03)  Давайте прикинем по-другому. 100мкв - это что-то типа минус 67дбмВт в 50-Омном тракте. Сигнал-шум у АЦП по выходной полосе 65МГц по даташиту 78дБ, будем считать входное 2.25пик-пик или 11дБмвт. Если вы оцифровку фильтранете по 8 МГц, то сигнал-шум улучшится на 9дБ (10лог(65/8)), там где было 78 стало 87. Шумовая дорожка получается на 11-87=минус 76дБмВт или на 9дБ (76-67) (меньше 2 бит) ниже сигнала. Теперь пойдем с другой стороны. Считаем тракт 50-Омным. Шумы в 8МГц полосе минус 174дБмВт-10*лог(8МГц)= минус 174-69=минус 105дБмВт. LT1993 имеет Кш порядка 13дБ. Значит шумовая дорожка, приведенная ко входу усилителя будет на уровне минус 92 дБм. Чтобы привести шумы тепловые и усилителя к шумам АЦП можно усилить на не менее 92-76=16 дБ. Но усилитель имеет усиление 10 раз или 20 дБ, значит шумовая дорожка окажется на уровне минус 72дБм. Сигнал при этом будет на минус 67+20=минус 47дБм, т.е разница с шумом будет 72-47=25дБ или 4 бита. С LTC6401-20 или LTC6400-20 возможно выиграете еще один бит за счет того, что у них Кш почти на 7дБ меньше Спасибо за развернутый ответ! Не понятно как получилось 2.25пик-пик = 11дБмвт и почему шумы в 8МГц полосе минус 174дБмВт-10*лог(8МГц)= минус 174-69=минус 105дБмВт? Есть-ли какой-нибудь способ получить больше разрядов или при таком сигнале, используя перечисленные опер усилители можно получить только 5 бит?
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 19:10
|
     
Группа: Участник
Сообщений: 3 650
Регистрация: 1-02-09
Из: Киев
Пользователь №: 44 237

|
Цитата(Art55555 @ Nov 12 2010, 16:49)  Спасибо за развернутый ответ! Не понятно как получилось 2.25пик-пик = 11дБмвт и почему шумы в 8МГц полосе минус 174дБмВт-10*лог(8МГц)= минус 174-69=минус 105дБмВт? Есть-ли какой-нибудь способ получить больше разрядов или при таком сигнале, используя перечисленные опер усилители можно получить только 5 бит? P(дБм)=10*log(1000(Ватты в милиВатты переводим)*(2.25/2(вычисляем амплитуду)/sqrt(2)(вычисляем действующее))^2/50 Ом)=11.02дБм минус 174дБм - тепловой шум резистора 50 Ом в полосе 1Гц при температуре 290К ЕМНИП. В полосе 8Мгц он шумит на 10log(8000000)=69дБ больше, т.е.тепловой шум с него, котоый в нормальных условиях будет определять теоретический порог чувствительности будет минус 174+(здесь у меня была описка)69=минус 105дБм. Но Вы хотите поставить усилитель, который тоже шумит, и он внесет свою долю шума по величине равную Кш - это единственный резерв наращивания разрядности. Ибо сигнал на входе фиксирован - минус 67дБм, и шум - минус 105дБм, т.е. теоретически достижимое соотношение сигнал/шум 38дБ - 6 бит. Самый малошумящий известный мне усилитель для нормальных условий на этот диапазон - по схеме Нортона с обратными связями без потерь на трансфоматорах имеет Кш 2дБ. Он позволяет вытянуть почти 6 бит при полосе 8МГц - у него хороший динам диапазон и неравномерность в полосе 0.5-40МГц получается доли дБ даже на наших ферритах. Но этот усилитель очень неустойчив из-за практически никакой развязки вход-выход, он иначе так и называется - повторитель импеданса. Недавно их обсуждали в радиочастотке и СВЧ. Потребуется или 2 14.5дБ каскада, или 3 10дб, чтобы приподнять шумы входа над шумами АЦП хотя бы на пару-тройку дециБелл. При использовании дифусилителей серии LTC640X-20, 26 даже 5 бит получить тяжело. А еще джиттер клоков на АЦП... Но если Ваш сигнал внизу первой зоны Найквиста - это еще куда ни шло.
Сообщение отредактировал ledum - Nov 12 2010, 19:54
|
|
|
|
Сообщений в этой теме
Art55555 Выбор диф. усилителя к АЦП LTC2208 Nov 2 2010, 08:55       khach Цитата(ledum @ Nov 12 2010, 21:10) Самый ... Nov 13 2010, 12:37        ledum Цитата(khach @ Nov 13 2010, 14:37) Тут те... Nov 13 2010, 12:54    Tpeck Цитата(Art55555 @ Nov 12 2010, 12:34) Зад... Nov 16 2010, 19:35     Art55555 Решил поставить операционник LTC6400-20. В даташит... Nov 26 2010, 16:05      ledum Цитата(Art55555 @ Nov 26 2010, 18:05) Реш... Nov 27 2010, 10:21       Art55555 Цитата(ledum @ Nov 27 2010, 13:21) Я бы в... Nov 29 2010, 06:46 Alias Ledum правильно говорит, но есть ещё одно обстояте... Nov 13 2010, 10:28 ledum Цитата(Alias @ Nov 13 2010, 12:28) Если д... Nov 13 2010, 11:39  Alias Цитата(ledum @ Nov 13 2010, 14:39) А я во... Nov 13 2010, 13:36   ledum Цитата(Alias @ Nov 13 2010, 15:36) А вот ... Nov 13 2010, 14:01    Alias Кстати, если отклониться от основной темы:
У меня ... Nov 13 2010, 15:04     ledum Цитата(Alias @ Nov 13 2010, 17:04) Кстати... Nov 13 2010, 16:11      Alias Интересны Ваши измерения SFDR АЦП в AD6654. Наскол... Nov 15 2010, 09:11       ledum Цитата(Alias @ Nov 15 2010, 11:11) Интере... Nov 15 2010, 11:37        Alias Проверить можно при подаче одночастотного сигнала ... Nov 15 2010, 11:56 vxi Уважаемый, ledum!! Вы вот используете ПАВы... Nov 15 2010, 12:11 Alias Скажу ещё более ужасную вещь:
Мы с ПАВами делаем ф... Nov 15 2010, 15:02 ledum Цитата(vxi @ Nov 15 2010, 14:11) А как же... Nov 15 2010, 17:49 vxi дык речь не идёт же о замене ПАВа на LC фильтр, та... Nov 16 2010, 10:28 ledum Цитата(vxi @ Nov 16 2010, 12:28) дык речь... Nov 16 2010, 13:48
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|