如何處理高電壓輸入卻不損失SNR

要找到能和模擬輸入范圍一致，同時(shí)具有適量輸入、大小符合所需和正確采樣速度的模擬數字轉換器（ADC）往往相當困難。特別是系統設計師在采用寬電壓波動(dòng)時(shí)，要考慮到縮小驅動(dòng)ADC滿(mǎn)量程的輸入訊號將大幅降低訊號噪聲比（SNR）。本文將探討影響SNR損耗的因素，以及如何能將其量化，更重要的是如何將它最小化。

附圖 ：參考設計架構

在使用模擬數字轉換器做設計時(shí)，一個(gè)最普遍的誤解是縮小輸入訊號來(lái)驅動(dòng)ADC的滿(mǎn)量程刻度將大幅縮減訊號噪聲比。正在進(jìn)行寬電壓波動(dòng)設計的工程師應特別關(guān)注這個(gè)問(wèn)題。另外，一些針對低壓輸入（5V或以下）提供比高壓輸入更寬廣電壓范圍的模擬數字轉換器也加劇了此一問(wèn)題。更高的供應電壓通常會(huì )導玫較高功耗，并提升板級設計的復雜性，舉例來(lái)說(shuō)，它們可能會(huì )需要更多的去耦電容。

許多來(lái)自傳感器或系統的訊號都是高電壓和雙極的；舉例來(lái)說(shuō)，±10V已經(jīng)被廣泛運用。然而，也有簡(jiǎn)單的方法可用于驅動(dòng)訊號通過(guò)模擬數字轉換器，目前已經(jīng)有整合高壓模擬數字轉換器的解決方案，可處理更大滿(mǎn)量程輸入而不會(huì )損失SNR。這些解決方案通常需要額外的高壓輸入以適應輸入范圍，但會(huì )損失相當可觀(guān)的功率。這些高壓模擬數字轉換器的可用訊號調理（運算放大器）解決方案選擇也很少。如果訊號必須結合高壓和低壓輸入而進(jìn)行多任務(wù)處理，那么整個(gè)設計將會(huì )給得更加昂貴。