控制系統(tǒng)

對于在混合模式控制系統(tǒng)中使用的 ADC 來說，延遲是一項重要的參數(shù)，因為過多的延遲有可能導(dǎo)致不穩(wěn)定性。雖然市面上有線性度達(dá) ppm 級的 ΔΣ ADC 銷售，但它們只能在具有低調(diào)節(jié)帶寬的非常低速之控制系統(tǒng)中使用。LTC2378-20 的無周期延遲特性與其卓越的線性度相結(jié)合，可造就速度快得多且高度準(zhǔn)確的成本效益型混合模式控制系統(tǒng)實現(xiàn)方案�？刂葡到y(tǒng)的調(diào)節(jié)帶寬與其噪聲帶寬有關(guān)，而且它只是影響控制系統(tǒng)整體噪聲之 ADC 噪聲的帶內(nèi)部分。LTC2378-20 可提供 104dB SNR，在 1Msps 的采樣速率下，這意味著其 22.5µVrms 的輸入?yún)⒖荚肼晫��?yīng)一個僅 31.5nV/√Hz 的噪聲功率頻譜密度 (PSD)。相應(yīng)地，當(dāng)應(yīng)用于一個具 10kHz 調(diào)節(jié)帶寬的 1Msps 控制系統(tǒng)時，帶內(nèi)噪聲僅為 31.5nV/√Hz * √10kHz = 3.2µV，對應(yīng)于一個 121dB 的動態(tài)范圍。在該例中，3.2µV 的噪聲分辨率與由非線性引起的不確定性 (僅為 ±0.5ppm*10V = ±5µV) 大致相同。控制系統(tǒng)實際上在 1Msps/(2*10kHz) = 50 個樣本上進(jìn)行噪聲平均運(yùn)算，以實現(xiàn) ppm 級的噪聲和線性性能。不管平均運(yùn)算是采用一個數(shù)字濾波器 (控制器) 來完成、抑或是采用某個用于限制帶寬的模擬系統(tǒng)組件來完成，都不會對性能造成影響。圖 3 示出了一個混合模式控制系統(tǒng)，其中的帶寬部分地受限于飛輪的慣性。

圖 3：混合模式控制系統(tǒng)

結(jié)論

精準(zhǔn)型工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計擁有了一種用于改善信號鏈路性能的新選擇。20 位 SAR ADC LTC2378-20 在高轉(zhuǎn)換速率 (1Msps) 和低功耗 (21mW) 下提供了前所未有的準(zhǔn)確度 (保證 INL 為 2ppm) 和低噪聲 (104dB SNR) 水平。高準(zhǔn)確度、低噪聲和無周期延遲特性的組合使 LTC2378-20 具有很高的通用性 (適合在高精度測量和控制系統(tǒng)中使用)，從而可實現(xiàn)高度準(zhǔn)確、靈活和具成本效益的新一代精準(zhǔn)型工業(yè)系統(tǒng)。