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高精度ADC信号链中固定频率杂散问题分析及解决办法


时间:2017-11-23 作者:仪商网
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图9.示波器电源电缆导致的杂散



图10.eval-AD7175-2SDZ评估板上已消除所有杂散。


由灯具辐射导致的杂散问题

在测试eval-AD7960FMCZ评估板时,FFT频谱上出现一个杂散。如图11所示,该杂散的电平约–130 dB,位于40 kHz处。

40 kHz似乎与eval-AD7960FMCZ评估板及其控制器板SDP-H1上的任何信号频率都不相关。找出杂散源的另一种方法是清理测试台,也许是测试台上的某些物体产生了外部干扰。当关掉台架上的日光灯后,杂散消失。此外还发现,eval-AD7960FMCZ评估板离日光灯越近,40 kHz处的杂散就会越高。在缓冲放大器ADA4899-1前方插入一个额外的RC滤波器(如1 kΩ,10 nF)后,杂散降低约10 dB。这意味着,日光灯辐射干扰从缓冲放大器的同相输入端前方进入到信号链路中。 对于工作在照明环境下的系统,在前端电路上安装一个屏蔽罩有助于防止辐射干扰和优化信号链性能。

对于工作在照明环境下的系统,在前端电路上安装一个屏蔽罩有助于防止辐射干扰和优化信号链性能。


图11.日光灯辐射在eval-AD7960FMCZ上造成的杂散


图12.靠近eval-AD7960FMCZ评估板的日光灯。


由较长模拟输入电缆导致的杂散问题

在eval-AD4003FMCZ评估板的工作过程中,使用的AP SY2712信号发生器通过一条XLR麦克风电缆(约2米长)驱动低噪声、低THD正弦波信号进入模拟输入端。在这种设置下,700 kHz处出现一个约–125 dB的杂散,如图13所示。

在研究该杂散的过程中,发现有三种方法可解决此问题:

不用两米长的XLR麦克风电缆,而直接将AP平衡输出的XLR插针与转接板的XLR插口短接。

将信号源SY2712的输出阻抗设置从Z-Out = 40 Ω改为Z-Out = 600 Ω。

在AD4003的缓冲放大器ADA4807-1前端向信号链中插入一个窄带RC滤波器(如1 kΩ,10 nF)后,杂散降低。

最终结论是,在700 kHz处出现的高频杂散是由于信号源输出阻抗不匹配并且XLR电缆较长所导致。



图13.XLR电缆在eval-AD4003FMCZ上造成的杂散



图14.AP通过较长的XLR电缆驱动eval-AD4003FMCZ。


结论

针对系统应用中高分辨率、精密ADC的杂散问题,本文探讨了判断其根本原因的方法。文中介绍了在五种不同应用情况下消除或降低杂散的特定设计解决方案。本文还探讨了相关的杂散计算方法,有助于评估杂散的功率水平(作为特定应用的设计目标)。


关键词:转换器 信号链 杂散信号    浏览量:724

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