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这不是魔法!——射频采样ADC输入保护

上网日期: 2015年08月11日 ?? 作者: Umesh Jayamohan ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:射频采样ADC? ADC? CMOS工艺?

使用TVS二极管保护ADC输入

有几种方式可以保护ADC输入不受高压影响。部分ADC(特别是射频采样ADC)具有内置电路,可以检测输入电压并在超过设定阈值时进行上报。如数据手册中所述,该快速检测输出存在一些延迟,因此依然会使ADC输入端短时间内暴漏于高压之下。

瞬态电压稳定器(TVS)二极管可以限制过量电压,但会在正常工作期间影响ADC性能。图6显示的是一个使用TVS二极管的过压保护电路。

这不是魔法!——射频采样ADC输入保护(电子工程专辑)
图6. 带TVS二极管保护的ADC前端电路

虽然TVS二极管通过箝位过量电压保护ADC输入,但它们会极大地恶化谐波性能。图7显示了具有30 MHz、–1 dBFS输入的14位、250 MSPS无缓冲ADC的前端带与不带TVS二极管时的FFT比较情况。

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图7. 带与不带TVS二极管保护的ADC前端电路FFT比较

TVS二极管会极大地恶化奇次谐波性能,因为它们在不作用为箝位的时候就相当于一反向偏置二极管。该PN二极管具有结电容CJ0,该电容与ADC内部开关动作产生的非线性反冲电流互相作用,产生一个与模拟输入信号混合的电压信号。该混合信号在ADC内部被采样,产生极大的三次谐波。在过压条件下的时域曲线(图8)显示了TVS二极管的箝位削压的功能。这并不表示TVS二极管不适合用来保护ADC输入,只是必须仔细考虑二极管规格,以便达到性能要求。选择二极管类型及其参数时必须作更全面的考虑。

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图8. 前端电路中的TVS二极管保护导致削波信号

第四页:使用肖特基二极管保护射频采样ADC输入


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