【48812】高阻抗高CMR、±10V模仿前端信号调度电路图

  ，它运用一个16位差分输入PulSAR® ADC对10 V工业级信号进行数字转化。该电路仅运用两个模仿器材，来供给一路具有高共模按捺（CMR）功用的高阻抗外表放大器输入、电平转化、衰减和差分转化功用。因为具有高集成度，该电路可节约印刷电路板空间，为常见的工业运用供给高性价比解决方案。

  在进程操控和工业自动化体系中，典型的信号电平最高可达10 V。而来自热电偶和称重传感器等传感器的信号输入则较小，因而常常会遇到大共模电压摆幅，这就需求灵敏的模仿输入，它能以高共模按捺功用处理大小差分信号，一起具有高阻抗输入。

  图1. 合适工业进程操控运用的高功用模仿前端（原理示意图：一切衔接和去耦均未显现）

  用现代低压ADC处理工业级信号时，一定要进行衰减和电平转化。此外，全差分输入ADC具有以下优势：杰出的共模按捺功用，更少的二阶失真产品，以及简化的直流调整算法。因而，工业信号需求通过进一步调度才能与差分输入ADC正确接口。

  AD8295是一款精细外表放大器，片内集成两个非专用信号处理放大器和两个精细匹配的20 k电阻，选用4 mm 4 mm封装。

  AD8275是一款G = 0.2差动放大器，可拿来衰减10 V工业信号，衰减后的信号能够与单电源低压ADC轻松接口。AD8275在该电路中履行衰减和电平转化功用，能坚持杰出的CMR，无需任何外部元件。

  AD7687是一款16位逐次迫临型ADC，选用2.3 V至5.5 V的单电源供电。它选用差分输入，具有十分杰出的CMR，还能够简化SAR ADC的运用。

  该电路由用作模仿前端电路的AD8295和AD8275、ADC AD7687以及基准电压源ADR431组成，只需少数外部元件进行去耦等。

  AD8295中集成的外表放大器（IA）的工作条件设置为1倍的增益。假如运用需求更高的增益，能添加一个恰当的外部增益电阻。AD8295的电源为15 V，彻底支撑10 V工业输入信号电平。外表放大器的基准电压引脚接地，因而AD8295的输出以地为基准。

  AD8295外表放大器输出单端信号，最大起伏为10 V。有必要将该信号衰减并转化到恰当的电平，以便驱动AD7687 ADC。假如在AD8295的输出端直接用一个简略的阻性电平衰减器级，将没办法供给差分输出来驱动ADC。AD8275 （G = 0.2）电平转化器是一个差动放大器，内置精细激光调整匹配薄膜电阻，可保证低增益差错、低增益漂移（最大1 ppm/C）和高共模按捺（80 dB）特性。AD8275具有+3.3 V至+15 V的宽电源电压规模，选用+5 V单电源供电时，输入电压规模宽达12.3 V至+12 V。

  图1所示电路运用一个平衡差动放大器，它由AD8275 （U2）和AD8295中的一个非专用运放（U1-C）组成。此运放（U1-C）用于回转AD8275的正输出（然后供给互补的负输出），而且驱动 AD8275的REF1和REF2引脚。差分输出的输出共模电压（VCOM = 1.25 V）由衔接到2.5 V基准电压源的10 k外部电阻分压器发生，而且运用于U1-C的同相输入。描绘电路操作的方程式如下：

  ADR431是2.5 V XFET系列基准电压源，具有低噪声、高精度和低温度漂移功用。ADR431驱动电阻分压器和AD7687 ADC的基准电压输入。ADR431输出由AD8295中的另一个非专用运放（U1-B）缓冲，而且驱动AD7687的电源（VDD）。由两个33 电阻和一个1.5 nF电容组成的一个单极点RC滤波器充任AD7687的3 MHz截止抗混叠和降噪滤波器。

  该电路或任何高速/高分辨率电路的功用都高度依赖于恰当的PCB布局，包含但不限于电源旁路、信号路由以及恰当的电源层和接地层。有关PCB布局的概况，请拜见攻略 Tutorial MT-031、 MT-101和“高速印刷电路板布局有用攻略”一文。

  沟通功用在体系级来测验，AD7687的采样速率为250 kSPS。图2所示为5 V p-p 20 kHz输入时的FFT测验成果。图3所示为10 V DC输入时的ADC输出直方图。