¿Cómo ayuda el casquillo diferencial en la entrada a un ADC / amplificador a reducir el ruido?

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A menudo veo amplificadores diferenciales / ADC con un circuito de acondicionamiento que se ve así:

Estoy tratando de descubrir cómo Cdiff ayuda a reducir el ruido / mejorar las cosas. Hasta donde puedo entender, está básicamente allí para ayudar a aliviar el desajuste de tolerancia en los dos condensadores de modo común. En otras palabras, suponga que los dos límites del modo común tienen una tolerancia de +/- 20%, lo que podría conducir a un escenario del peor de los casos (C1 = .8C y C2 = 1.2C) con una gran diferencia en las frecuencias de corte para el filtros de modo común. Esto significaría que para un cierto rango de frecuencias (por ejemplo, las que se encuentran entre las dos frecuencias de corte en particular), la nariz de modo común en esas frecuencias aparecería como ruido diferencial. ¿Existe el tope diferencial para reducir efectivamente este efecto? Si el límite diferencial es mucho más grande que los límites de modo comunes, entonces, de repente, las tolerancias en los límites de modo comunes parecen tener un efecto reducido.

¿Es eso? ¿Hay alguna otra forma en que el capacitor diferencial ayude a reducir el ruido?

    
pregunta Doov

2 respuestas

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En mi experiencia con varios ADC, el ADC puede tomar un aumento de corriente cuando se calcula inicialmente una muestra. Esto puede modificar el voltaje en la entrada, es decir, existe la posibilidad de un error de medición.

Estos tipos de ADC se conocen como dispositivos de aproximación sucesiva de redistribución de carga o, a veces, ADC de condensador conmutado: -

fuente de Analog Devices aquí .

Agregar un capacitor a la entrada significa que este aumento de corriente no "altera" significativamente el voltaje que se está midiendo porque el capacitor externo elegido en la entrada es muchas veces el valor de los capacitores internos.

La fuente de AD anterior describe cómo el efecto también puede comprometer el voltaje de referencia y esto, por supuesto, también es relevante para proteger la integridad de la señal de entrada.

  

Estoy tratando de descubrir cómo Cdiff ayuda a reducir el ruido / mejorar las cosas.

También hace lo que dices en tu pregunta, es decir, reducirá el desajuste entre los dos condensadores CM, pero diría que esto es secundario a su propósito principal.

    
respondido por el Andy aka
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El desajuste del 20% del CM que resulta en ~ 4dB menos la atenuación del ruido del CM no es tan significativo como el potencial para aumentar la impedancia de la DM desde los efectos de ESL y ESR de la trayectoria a tierra para topes en el rango de impedancia de mOhm.

La tapa CM realiza la atenuación tanto de CM como de DM, pero la serie R de entrada en el ADC y la tapa de conmutación transitoria se carga, la tapa diferencial hace un mejor trabajo para mantener la SRF de las tapas.

Cualquier ESL de aumento de nH en la ruta del CM de las tapas de CM también reduce la frecuencia de auto resonancia de esas tapas para atenuar la capacitancia de carga escalonada de los conmutadores C de velocidad ultra alta en el ADC de SAR con tapa conmutada.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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