集成ADC架构

面板电表设计人员经常选择集成adc，因为它们是熟悉的和广泛使用的。集成的转换器架构结合了高分辨率和出色的噪声抑制，使其成为转换低带宽信号的理想选择。集成数字转换器(adc)抑制高频和50Hz/60Hz噪声。

如果积分周期时间= T，那么在理论上，N(1/T)的所有频率都被完全拒绝。可以选择T来抑制50Hz/60Hz的噪声。由于积分器实际上是一个低通滤波器，所有周期明显短于T的输入信号平均到零。对于数字面板仪表应用，广泛选择集成adc与内置发光二极管(LED)和液晶显示器(LCD)驱动器提供一个独立的解决方案。ICL71系列工业标准集成adc已经过时，但仍有改进的部件可用(表1)。

集成adc的性能依赖于精确的集成和解集成周期，这需要外部精密元件。最关键的组件是自动调零和集成电容器。这两种电容器都需要特殊的介电吸收特性来减少记忆效应，这最终限制了精度。这些高性能电容器价格昂贵，容易受到漏电流的影响，因此需要仔细的PCB布局和清洁。

这些adc的其他缺点包括一些需要双电源，这增加了成本。此外，目前可用的集成adc通常具有相对较大的外形尺寸。外部齐纳二极管产生ADC的参考电压。此外，非线性输入信号需要专门的信号调理，将信号转换为±2V或±200mV，以便在LED或LCD面板上显示。

Delta-Sigma转换器

得尔塔 - 西格马转换器也非常适合低带宽、高分辨率采集。他们结合了一个简单的调制器和一个更复杂的数字滤波器。精度取决于调制器的噪声和线性性能，它使用高性能放大器。这些放大器不依赖于高精度的外部元件。更小的工艺几何形状使IC制造商能够集成参考、时钟源、电荷泵和显示驱动器，同时节省成本和空间。由于这些原因，设计人员现在更喜欢delta-sigma adc用于面板仪表应用。

数字滤波器将调制器输出转换为数字输出字，并提供低通滤波。在面板仪表应用中，50Hz和60Hz陷波的Sinc³滤波器响应提供了出色的(>100dB) 50Hz/60Hz抑制。然而，delta-sigma结构固有的一个缺点是滤波器不能在调制器采样频率的整数倍处提供衰减。调制器频率基于过采样比(OSR) ×数据输出速率。在实际操作中，过大的过采样率会导致调制器的采样频率远远高于输入信号的带宽。如果在调制器采样频率处输入信号的幅值较小，则可以在不影响系统性能的情况下省略抗混叠滤波器。

MAX1491-MAX1499采用delta-sigma架构，是面板仪表应用的绝佳选择。它们具有集成振荡器，内部2.048V带隙参考(20ppm/°C类型)和片上电荷泵，其内部为双极高阻抗输入缓冲器(>1 g欧姆typ)。这些基于20位得尔塔 西格马的adc还包括低电量警告、峰值检测器和保持功能。在±2V输入范围，过采样比为128;在±200mV输入范围，过采样比为1024。MAX1365-MAX1368基于delta-sigma adc的数字面板仪表解决方案具有SPI /QSPI /MICROWIRE 兼容串行接口，可提高设计灵活性。MAX1365-MAX1368还包括一个0-16mA (4-20mA)电流输出，允许驱动远程显示器和通过SPI接口直接访问的数字转换器(DAC)。除了替换配置面板仪表所需的拨码开关和跳线外，微控制器(µC)接口还允许对转换结果进行线性化或表查找。您可以在显示输出之前使用低成本的µC。非线性计算，如热电偶测量，热敏电阻测量，和pH不再需要复杂的线性化。使用表1选择建议的集成面板-仪表ic的功能等效。

参考电路

有关积分型和得尔塔 - 西格马型adc的理论和操作的更多信息，请参阅以下应用说明:

应用说明1041，“理解集成adc”

申请说明1870，“揭秘西格玛德尔塔”