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相位噪声和抖动的功率谱密度 :理论、数据分析和实验结果

<strong>作者 :Gil Engel</strong>

<strong>简介</strong>

模数和数模转换器采样时钟内的抖动会对可实现的最大信噪比造成限制(参见参考文献部分 van de Plassche 著《集成模数和数模转换器》)。本应用笔记阐述了相位噪声和抖动的定义,绘制了其功率谱密度,介绍了时域和频域测量技术,解释了实验室设备的不利因素并提供这些技术的校正要素。所提出的理论有实验结果支持,可用于解决实际问题。

<strong>概述</strong>

【视频】AD9375 DPD评估平台的演示视频

视频中演示的是集成数字预失真(DPD)算法的业界首款宽带收发器AD9375的评估平台。AD9375 DPD解决方案经过优化可用于小型蜂窝和大规模MIMO等功率有限的应用。

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【视频】高级手势识别中的集成式光检测器

用于智能楼宇中温度、音量和照明操作的高级手势检测。该演示使用了ADUX1020:一款对入射光角度敏感的集成式光检测器和前端。

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高性能差分驱动放大器和ADC的窄带接口设计方法

<strong>简介</strong>

ADI 公司拥有种类齐全的高性能差分放大器产品(包括ADL5561、ADL5562、AD8375、AD8376 和 AD8352 等 ),是以低失真、低噪声和低功耗为核心的通用 IF 和宽带应用的首选放大器。除了宽带宽、低失真外,这些放大器还具有增益调整能力,非常适合驱动模数转换器 (ADC)。通过在驱动放大器与目标 ADC 之间设计一个窄带通抗混叠滤波器,目标奈奎斯特频率区域外的放大器输出噪声得以衰减,有助于保持 ADC 的可用 SNR 性能。一般而言,若用一个恰当阶数的抗混叠滤波器时,SNR 性能会提高数个 dB。

工程师博客分享——全能DAQ ADAQ798x,如何实现高噪声输入的有源滤波

作者:tschmitt,ADI应用工程师

这是本系列的最后一篇文章,我们将概述ADAQ798x的Sallen-Key有源低通滤波器拓扑结构。此配置是一种较为简单的有源滤波实现方案,使得ADAQ798x即使同高噪声输入源和传感器接口,也能发挥最高性能。

Sallen-Key低通滤波器

Sallen-Key拓扑可用来将ADAQ798x的ADC驱动器配置为有源、双极点、低通滤波器。此配置相对简单,因为ADC驱动器设置为简单的同相配置,滤波器不会直接影响其性能和带宽(参见ADI公司线性电路设计手册)。低通滤波器的实现需要两个电阻(R1和R2)及两个电容(C1和C2)以设置滤波器截止频率,另需要两个可选电阻(Rf和Rg)以增加信号增益:

通过扰动消除转换器非线性

<strong>作者 :Brad Brannon</strong>

序言 :本文聚焦于 12 位 41 MSPS ADC AD9042。AD9042是首款为配合宽带、高 SFDR(无杂散动态范围)前端而专门设计的商用转换器。

随着通信技术和服务迅猛发展,对数字接收机和发射机的需求也与日俱增。无论是宽带设计还是窄带设计,都会面临同样的问题 :哪里可以找到动态性能接近完美的数据转换器?对于需要 95 dB 以上无杂散动态范围的宽带接收机,哪里可以找到能够对 GSM 频段进行数字化的数据转换器?虽然现在还不可能,但具有 95 dB 无杂散动态范围的宽带数据转换器的出现已为期不远。然而,通过一种称为“扰动”的技术,可以大大扩展许多良好数据转换器(如 AD9042 等)的动态范围,从而满足当今及未来的苛刻通信需求。

AD7172-2、AD7172-4、AD7173-8、AD7175-2、AD7175-8、AD7176-2、 AD7177-2、AD7124-4和AD7124-8校准

<strong>作者:Jonathan Colao</strong>

<strong>简介</strong>

ADI公司的精密Σ-Δ型产品具备片内校准功能,支持内部校准和系统校准。这些Σ-Δ型产品集成了系统中所需的许多附加构建模块,例如增益和内部基准。内部校准可最大限度降低内部失调误差和增益误差。这些器件上使用的校准方法可校准所有内部模块的失调误差和增益误差,例如校准增益级的误差。

转换器支持系统失调误差和增益误差校准,外部组件通过模数转换器(ADC)配合内部误差源提供校准。
本应用笔记将详细讨论AD7172-2、AD7172-4、AD7173-8、AD7175-2、AD7175-8、AD7176-2、AD7177-2、AD7124-4和AD7124-8中使用的校准方法。

ADI宽带RF功率和回波损耗测量系统能缩小产品尺寸

Analog Devices, Inc. (ADI),今天推出一款9 KHz - 7 GHz定向桥和双通道RMS RF功率检波器,它能同时测量一个信号路径中的正向和反向RMS功率水平以及回波损耗。新型检波器ADL5920与常规方法的区别在于集成了一个定向桥式耦合器,实现了业界领先的集成度和带宽。针对空间受限应用,ADL5920的检波功能集成了耦合或检测功能,提供的输出可直接驱动精密模数转换器(ADC)。针对宽带操作或频率变化,ADL5920检波器无需为每个频率选择不同的定向耦合器。这款集成宽带器件能够有效缩小产品尺寸并加快产品上市时间。

<strong>ADL5920产品聚焦</strong>

【视频】面向占用检测的传感器到云视觉检测

用于高级手势识别的集成式光检测器和前端技术。智能检测边缘节点中的实时图像和手势分析。使用高级检测的智能楼宇领域、能源和门禁管理。

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单极点系统的运算放大器总输出噪声计算

我们已经指出,噪声比一些较大噪声源少三分之一至五分之一的任何噪声源都可以忽略,几乎不会有误差。此时,两个噪声电压必须在电路内的同一点测量。要分析运算放大器电路的噪声性能,必须评估电路每一部分的噪声贡献,并确定以哪些噪声为主。为了简化后续计算,可以用噪声频谱密度来代替实际电压,从而带宽不会出现在计算公式中(噪声频谱密度一般用nV/√Hz表示,相当于1 Hz带宽中的噪声)。

如果考虑下图1中的电路——由一个运算放大器和三个电阻组成的放大器(R3代表节点A处的源阻抗),可以发现六个独立噪声源:三个电阻的约翰逊噪声、运算放大器电压噪声和运算放大器各输入端的电流噪声。每个噪声源都会贡献一定的放大器输出端噪声。噪声一般用RTI来规定,或折合到输入端,但计算折合到输出端(RTO)噪声往往更容易,然后将其除以放大器的噪声增益(非信号增益)便得到RTI噪声。

高速ADC模拟输入架构类型详解

采用高速模数转换器(ADC)的系统设计非常困难,对于输入有两类ADC架构可供选择:缓冲型和无缓冲型。

缓冲和无缓冲架构的特征

缓冲架构的基本特征

* 高线性度缓冲器,但需要更高的功率;
* 更易设计输入网络与高阻抗缓冲器接口,因为它提供固定的输入端接电阻;
* 缓冲器提供采样电容与输入网络之间的隔离,电荷注入瞬变更小。

无缓冲架构的基本特征

* 输入阻抗由开关电容设计设置;
* 功耗较低;
* 输入阻抗随时间变化(采样时钟-采样保持器);
* 来自采样电容的电荷注入反射回输入网络。

<strong>无缓冲ADC</strong>

利用引脚兼容高速 ADC 简化设计任务

<strong>作者 :Robert M. Clarke</strong>

<strong>简介</strong>

选择 ADC 可能是系统设计师最棘手的问题。转换器分辨率和采样速率决定系统性能。然而,设计通常是基于一系列无法验证的假设,除非原型系统经过测试。根据结果的不同,系统额定值可能过于严格,其实只需较低速度或分辨率的转换器,或者指标过低,需要更快或更高分辨率的转换器。前一情况下,有机会通过更便宜的转换器降低成本。而后一情况下,重大设计变化会延长上市时间,增加开发成本。

【视频】光学物体位置和三角测量

ADI的专有光子技术支持一种全新的物体位置和三角测量方法,为距离检测的范围和时间提供一种切实可行的替代方案,并且具备强大的噪音性能和环境光抗扰度。

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工程师博客分享——全能DAQ ADAQ798x,如何实现衰减双极性输入

作者:tschmitt,ADI应用工程师

在该系列博客《增加单极性输入的增益》中,我们讨论了同相配置的一种修改,其适用于±VREF范围内的双极性输入,但不兼容超出该范围的信号。今天将讨论一种略有修改的配置,其支持ADAQ798x转换较大的双极性信号(例如±10 V)。我们首先看看如何选择相关电阻以实现所需的输入范围,然后看看这些值如何影响系统的输入阻抗和本底噪声。

支持衰减的同相求和配置

针对大于±VREF的信号,可采用以下配置来执行带衰减的双极性到单极性转换。

ADI再次竖起一面旗:小数点后15位的电流测量无人区

小数点后15位的世界,是片了无人烟的区域。其实早在三十年前,ADI便已涉足了这片无人区,以推出飞安级偏置电流运算放大器的方式;而今,ADI的开拓更进一步,再次在小数点后15位的无人区深处竖起了一面旗……

现实生活中电子设备的电流处于什么样的水平?从下图中我们可窥一斑

ADI深度丨电缆分配系统带内失真?超宽带数字预失真教你“以毒攻毒”

即使技术和分配方式在迅速发生变化,但是,电缆作为数据分配通道始终保持着重要地位。

新技术在现有电缆网络上已实现分层,今天我们重点介绍这一技术演进的其中一方面——功率放大器 (PA) 数字预失真 (DPD)。

功率放大器 (PA) 数字预失真 (DPD),这是许多从事蜂窝系统网络研发工作的人士将会熟悉的一个术语。将该技术迁移到电缆能够带来明显的功效和性能提升,同时也带来了巨大的挑战。

<strong>了解要求</strong>

工程师博客分享——全能DAQ ADAQ798x,如何增加双极性输入的增益

作者:tschmitt,ADI应用工程师

本篇文章将讨论一种可用来将ADAQ798x与双极性传感器和输入源接口的配置。此类信号在工业和数据采集应用中很常见。该配置基于该系列博客《增加单极性输入的增益》讨论的将双极性信号转换成单极性信号以用于集成ADC的同相配置。

同相求和配置

双极性信号在低电压(0 V)上下摆动。由于ADAQ798x集成ADC只能转换0 V到VREF的信号,所以针对该ADC,需要将双极性信号加以直流偏置和适当调整。为了完成这一任务,以下配置给标准同相配置增加了两个电阻(R1和R2)。

工程师博客分享——全能DAQ ADAQ798x,如何增加单极性输入的增益

<strong>作者:tschmitt,ADI应用工程师</strong>

正如该系列的博客《为何要配置ADC驱动器?》所说,ADAQ798x集成ADC驱动器的多种常见且有用的配置方案,如何进行设计,以及需要注意什么。本文将讨论如何使用常见的同相配置来让ADAQ798x与小于ADC输入范围(0 V至VREF)的单极性输入源接口。

<strong>同相配置</strong>

回忆该系列的博客《为何要配置ADC驱动器?》,ADC转换0 V和VREF之间的输入。这意味着ADC驱动器的输出范围也必须是0 V到VREF,系统才能利用ADAQ798x提供的全部216个码。ADAQ798x集成ADC驱动器可提供增益来使幅度较小的信号得到必要的扩大。

【视频】智能楼宇:高级占用检测

ADI室内占用检测解决方案采用SNAP图像传感器、最新的Blackfin处理器和SNAP Suite算法及 图形用户界面软件包。

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工业电机驱动中的IGBT过流和短路保护

工业电机驱动的整个市场趋势是对更高效率以及可靠性和稳定性的要求不断提高。功率半导体器件制造商不断在导通损耗和开关时间上寻求突破。有关增加绝缘栅极双极性晶体管(IGBT)导通损耗的一些权衡取舍是:更高的短路电流电平、更小的芯片尺寸,以及更低的热容量和短路耐受时间。这凸显了栅极驱动器电路以及过流检测和保护功能的重要性。本文讨论现代工业电机驱动中成功可靠地实现短路保护的问题,同时提供三相电机控制应用中隔离式栅极驱动器的实验性示例。

<strong>工业环境中的短路</strong>

工业电机驱动器的工作环境相对恶劣,可能出现高温、交流线路瞬变、机械过载、接线错误以及其它突发情况。其中有些事件可能会导致较大的过流流入电机驱动器的功率电路中。图1显示了三种典型的短路事件。