ZHDA024 January 2026 AMC0336
簡(jiǎn)介
Δ-Σ 調(diào)制器允許調(diào)整過(guò)采樣率 (OSR)，從而在信號(hào)保真（分辨率）、延遲和信號(hào)鏈帶寬之間進(jìn)行權(quán)衡。
高 OSR 可降低噪聲水平，從而導(dǎo)致更高的信噪比 (SNR) 和更高的有效位數(shù) (ENOB)。但是，高 OSR 意味著更多的比特流數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致更高的延遲和更低的有效采樣頻率，并且因此會(huì)降低帶寬。
TMS320F28P650 C2000? 微控制器 (MCU) 的測(cè)試設(shè)置旨在研究不同 OSR 對(duì) AMC0336 Δ-Σ 調(diào)制器的 SNR、ENOB、帶寬和延遲的影響。輸入通過(guò) 50Ω 端接電阻器短接。短接輸入將在調(diào)制器輸入端的輸入電壓范圍的中間驗(yàn)證一個(gè)定義的低噪聲電壓電平。TMS320F28P650 微控制器可與 Σ-Δ 濾波器模塊 (SDFM) 結(jié)合使用并生成 10MHz 的時(shí)鐘信號(hào)。SDFM 模塊使用具有可調(diào) OSR 的 sinc3 濾波器。MCU 將 8192 個(gè) SDFM 輸出樣本存儲(chǔ)到內(nèi)部存儲(chǔ)器中。測(cè)試設(shè)置獲取各種 OSR 32、64、128 和 256 的數(shù)據(jù)。MATLAB? 腳本處理數(shù)據(jù)緩沖區(qū)并顯示直方圖。直方圖展示了噪聲隨著 OSR 的增加而降低。
| 過(guò)采樣率 (OSR) | 產(chǎn)生的有效采樣率（以 kHz 為單位） | 得到的有效奈奎斯特帶寬（以 kHz 為單位） | 產(chǎn)生的延遲（以 μs 為單位） |
|---|---|---|---|
| 32 | 312.500 | 156.250 | 9.6 |
| 64 | 156.250 | 78.125 | 19.2 |
| 128 | 78.125 | 39.063 | 38.4 |
| 256 | 39.063 | 19.532 | 76.8 |
因此，較高的 OSR 會(huì)顯著限制信號(hào)鏈帶寬，從而在需要高頻信號(hào)處理的應(yīng)用中提供可用性。通常，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)應(yīng)用要求選擇合適的 OSR。
圖 1 展示了 AMC0336 調(diào)制器在不同 OSR 設(shè)置下且輸入短路時(shí)的直方圖，如上文所述。
表 2 匯總了測(cè)量結(jié)果。
假設(shè)噪聲遵循高斯分布，以最低有效位 (LSB) 表示的均方根噪聲 (RMSnoise) 等于數(shù)據(jù)集的標(biāo)準(zhǔn)偏差。方程式 1 計(jì)算以伏特為單位的 RMSnoise：
其中 LSB 是最低有效位所表示的電壓。
方程式 2 計(jì)算 SNR（以分貝為單位）：
其中是 AMC0336Q 器件的線性輸入電壓范圍 (±1V)。
方程式 3 計(jì)算 ENOB（以位為單位）：
圖 1 AMC0336Q 在不同 OSR 下的 50Ω 端接輸入的噪聲| 過(guò)采樣率 (OSR) | SNR (dB) | ENOB（位） | 奈奎斯特帶寬 (kHz) | 延遲 (μs) |
|---|---|---|---|---|
| 32 | 69.6 | 11.3 | 156.250 | 9.6 |
| 64 | 82.3 | 13.4 | 78.125 | 19.2 |
| 128 | 87.7 | 14.3 | 39.063 | 38.4 |
| 256 | 90.6 | 14.8 | 19.532 | 76.8 |
總之，當(dāng)延遲和帶寬不起作用時(shí)，較高的 OSR 最適合需要高分辨率輸出的應(yīng)用。較低的 OSR 最適合需要低延遲和高帶寬測(cè)量的應(yīng)用。
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