JAJSHP2D December 2015 – August 2021 OPA191 , OPA2191 , OPA4191
PRODUCTION DATA
このアプリケーション例の目的は、最高のシステム直線性と高速セトリングを実現するために、最適な高電圧多重化データ・アクイジション・システムを設計することです。システム全体のブロック図を、図 9-4 に示します。この回路は、入力ローパス・フィルタ、マルチプレクサ (mux)、マルチプレクサ出力バッファ、減衰 SAR ADC ドライバ、マルチプレクサ用デジタル・カウンタ、リファレンス・ドライバで構成される、マルチチャネルのデータ・アクイジション信号チェーンです。このアーキテクチャにより、単一の ADC を使用して複数のチャネルを高速サンプリングできるため、低コストのソリューションを実現できます。高精度の多重化データ・アクイジション・システムの性能を最大化するための主な設計上の検討事項は、マルチプレクサ入力アナログ・フロント・エンドと、高電圧レベル変換用 SAR ADC ドライバの設計の 2 つです。ただし、16 ビットの分解能と最小の歪みのシステムで最速のセトリングを実現するために、ADC の性能仕様に基づいて各アナログ回路ブロックを注意深く設計してください。図 9-4 には、各アナログ・ブロックで最も重要な仕様が記載されています。
このデザインは、各アナログ回路ブロックに体系的な手法を使用して 16 ビットのセトリングを達成し、各入力チャネルで 10kHz の正弦波入力信号に対して、フルスケールの入力段電圧と直線性を実現します。設計の最初のステップは、マルチプレクサの超低インピーダンス入力フィルタ設計の要件を理解することです。この要件を理解すると、適切な入力フィルタの決定と、システムのセトリング要件を満たすマルチプレクサの選択に役立ちます。次の重要なステップは、アンプの安定性を維持すると同時に高電圧入力信号を低電圧 ADC 入力にレベル変換するために使われる減衰アナログ・フロント・エンド (AFE) の設計です。その次のステップは、最小限の遅延でマルチプレクサ入力チャネルを切り替えるデジタル・インターフェイスを設計することです。設計上の最後の課題は、低いオフセット、ドリフト、ノイズの寄与で必要な REFP リファレンス電圧を供給する、高精度のリファレンス・ドライバ回路を設計することです。