ADC經常用于通信、汽車、工業等領域，有熟悉的朋友都知道，ADC有不同的位數，如：16位ADC、24位ADC，不(bu)同位數的(de)(de)ADC有(you)著不(bu)同作用，用于(yu)不(bu)同的(de)(de)產品，而今(jin)天我們(men)要探討的(de)(de)話題(ti)，是24位ADC有(you)助于(yu)信號增益效果，接下來(lai)一起(qi)看看。
在開(kai)發項目的(de)過程中，有些需(xu)(xu)要(yao)(yao)收集光電信(xin)(xin)號(hao)(hao)和電容信(xin)(xin)號(hao)(hao)，這兩信(xin)(xin)號(hao)(hao)相(xiang)對(dui)較弱，因此需(xu)(xu)要(yao)(yao)實(shi)時調整增益，以確保信(xin)(xin)號(hao)(hao)范圍足夠大，不會出現(xian)頂(ding)部切割現(xian)象(xiang)。同時，由于交流(liu)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)提取(qu)，需(xu)(xu)要(yao)(yao)去除動態信(xin)(xin)號(hao)(hao)中的(de)瞬時直流(liu)成分(fen)(fen)，這需(xu)(xu)要(yao)(yao)高操作速度和精度來計算直流(liu)成分(fen)(fen)的(de)大小，并實(shi)現(xian)相(xiang)對(dui)實(shi)時的(de)抵消，這是相(xiang)對(dui)復(fu)雜的(de)。
以(yi)紅外(wai)信(xin)號提取為例。需(xu)要(yao)(yao)提取器(qi)的數據(ju)需(xu)要(yao)(yao)提取。開始的想法是(shi)盡可能簡化電路，并使用高分辨率的24位ADC收(shou)集(ji)的好處是(shi)不(bu)需(xu)要(yao)(yao)調整(zheng)信(xin)號增益，幾乎是(shi)直接(jie)收(shou)集(ji)原始信(xin)號，只需(xu)要(yao)(yao)做一級(ji)射級(ji)跟蹤，ADC芯(xin)片的速度(du)可以(yi)達到1MSPS，收(shou)集(ji)不(bu)到30條路的信(xin)號就夠了。
任何存(cun)在于理想(xiang)狀態的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計都會(hui)被現(xian)實無情地打(da)臉，多年來總結的(de)(de)(de)(de)(de)經驗(yan)。但人(ren)就是(shi)(shi)這樣，總有(you)想(xiang)偷懶的(de)(de)(de)(de)(de)情況，有(you)投機取巧的(de)(de)(de)(de)(de)想(xiang)法后(hou)面會(hui)帶來了很(hen)多麻(ma)煩(fan)，第一個是(shi)(shi)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)范圍及其微弱(ruo)，ADC可以(yi)發揮有(you)限的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用，另(ling)一個是(shi)(shi)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)成(cheng)分(fen)是(shi)(shi)直流，交流直流信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)比例可能達到驚人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)1：1萬，所以(yi)信(xin)號(hao)放大和收(shou)集(ji)需要(yao)完(wan)全刪除直流信(xin)號(hao)，否則會(hui)導致信(xin)號(hao)處理電路飽和。經過(guo)長時間的(de)(de)(de)(de)(de)痛苦調整，終于實現(xian)了一般的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)采(cai)集(ji)功能，真的(de)(de)(de)(de)(de)很(hen)幸運沒有(you)推回來。
說(shuo)到這(zhe)里，大家一定對(dui)傳(chuan)統的(de)檢測方(fang)法(fa)(fa)很(hen)好奇(qi)，那我就來(lai)說(shuo)說(shuo)如(ru)何進行這(zhe)方(fang)面的(de)設計。首(shou)先，光電(dian)(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)信號來(lai)自相應波長的(de)發光二極管(guan)(guan)。不同(tong)光電(dian)(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)特性曲(qu)線(xian)與發光二極管(guan)(guan)的(de)波長有關。這(zhe)是光電(dian)(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)靈(ling)敏(min)度。因此，首(shou)先，我們需(xu)要調(diao)整發光強(qiang)度，這(zhe)可以通(tong)過程序控制(zhi)流過發光二極管(guan)(guan)的(de)電(dian)(dian)流來(lai)實現(xian)，這(zhe)也是實現(xian)動態(tai)增益(yi)調(diao)整的(de)一種方(fang)法(fa)(fa)。
我(wo)們已經到(dao)了(le)(le)信(xin)號(hao)處(chu)理的(de)第一步，消除了(le)(le)初級(ji)(ji)信(xin)號(hao)采集(ji)和直(zhi)流(liu)重量(liang)。首先，信(xin)號(hao)通過(guo)(guo)初級(ji)(ji)濾(lv)波(bo)，然(ran)后通過(guo)(guo)初級(ji)(ji)放(fang)大ADC收集(ji)初級(ji)(ji)放(fang)大電(dian)(dian)路輸出級(ji)(ji)信(xin)號(hao)，通過(guo)(guo)濾(lv)波(bo)和平均信(xin)號(hao)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)壓，然(ran)后引入放(fang)大電(dian)(dian)路的(de)負端(duan)DAC，原(yuan)始(shi)信(xin)號(hao)和DAC類似的(de)減(jian)法關系在(zai)輸入之間形成，通過(guo)(guo)DAC為了(le)(le)消除原(yuan)始(shi)信(xin)號(hao)的(de)直(zhi)流(liu)分(fen)量(liang)，您還可(ke)以將此過(guo)(guo)程理解為信(xin)號(hao)的(de)預處(chu)理過(guo)(guo)程。
預處(chu)理(li)信(xin)號(hao)(hao)可以(yi)被視為交流信(xin)號(hao)(hao)，在(zai)許(xu)多(duo)情況(kuang)下，需要進(jin)一步(bu)抵消直流、二(er)次增益放大(da)或疊(die)加其他信(xin)號(hao)(hao)進(jin)一步(bu)操作，鑒于不(bu)(bu)同的(de)(de)應用場(chang)景，可能有很多(duo)信(xin)號(hao)(hao)處(chu)理(li)，我們不(bu)(bu)會(hui)一一介紹(shao)，只考(kao)慮一個場(chang)景，為了方便單極性ADC信(xin)號(hao)(hao)采集，通常，我們會(hui)在(zai)抵消直流后(hou)的(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)中添加固定的(de)(de)偏(pian)置(zhi)電壓，通常設(she)置(zhi)為ADC收集電壓較大(da)上限的(de)(de)中間點，以(yi)便盡可能發揮(hui)作用ADC較大(da)動態范圍優勢。
光電(dian)信(xin)號(hao)處理過程基本完整，增益(yi)(yi)動(dong)態調(diao)整方(fang)法是控制發光二極管(guan)電(dian)流，這(zhe)是間接調(diao)整方(fang)法，也(ye)可(ke)以(yi)使用(yong)(yong)電(dian)子電(dian)位器或(huo)增益(yi)(yi)動(dong)態可(ke)調(diao)放大器芯(xin)片(pian)實(shi)現(xian)可(ke)控增益(yi)(yi)調(diao)整。對于周期信(xin)號(hao)，直流成份的(de)剔除(chu)也(ye)可(ke)逐個周期計算直流分(fen)量的(de)辦法來實(shi)現(xian)，這(zhe)樣(yang)每個周期信(xin)號(hao)的(de)直流分(fen)量可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)準確剔除(chu)，對于要求比較(jiao)嚴格的(de)應(ying)用(yong)(yong)場景(jing)非常有效。
總之(zhi)，交直流(liu)分離和增(zeng)益動態控制(zhi)是弱信(xin)號處理(li)的(de)(de)關鍵設(she)計要素，直接(jie)決定了后面設(she)計的(de)(de)成敗，同時(shi)，24位ADC對于這方面也(ye)是起到很(hen)好的(de)(de)作用。
