AD8476 专为驱动高达 16 位精度、采样率高达 250 kSPS 的 ADC 而设计,具有低功耗特性。图 56 所示的电路展示了 AD8476 驱动 AD7687 的情况,AD7687 是一款 16 位、250 kSPS 的全差分 SAR 型 ADC。AD8476 与 ADC 之间的滤波器用于降低高频噪声,并减少 ADC 采样过程中产生的开关瞬态干扰。

选择该滤波器的元件值时需格外谨慎。虽然最佳值可能需要通过实验确定,但本文提供的指导原则可帮助用户进行初步选择。为了实现最佳性能,该滤波器应在 ADC 数据手册规定的采集时间内,将信号从满幅值稳定到 ADC 的 0.5 LSB 精度范围内(此处为 AD7687)。如果滤波器响应过慢,可能会产生类似谐波的失真;如果响应过快,则放大器的噪声带宽会增加,从而降低系统的信噪比(SNR)。
在确定各个元件值时,还需考虑其他因素。ADC 的总谐波失真(THD)可能会随着源阻抗的增大而增加,这一点在 ADC 的数据手册中有说明。为减小该影响,应尽量使用较小的电阻值和较大的电容值。但电容值远大于 2 nF 时,放大器将难以驱动。此外,较大的电容值还会加剧输出阻抗变化带来的影响。

还需考虑所关注的信号频率范围。AD8476 的 THD 会随着频率升高而变差(见图 42),同时其输出阻抗也会随频率升高而增加(见图 49)。输出阻抗升高会导致稳定时间变长,因此必须合理选择电容值,以确保滤波器在最高关注频率下仍能满足稳定时间要求。

在本应用中,每个输出端选用了 100 Ω 电阻和 2.2 nF 电容的组合。在驱动 AD7687 时,该组合在 20 kHz 基波频率、ADC 吞吐率为 250 kSPS 的条件下,带来了 2.5 dB 的 SNR 损失,并实现了良好的 THD 性能。该滤波器的带宽可通过以下公式计算:
滤波器频率= 1/2πRC
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