优化Δ-Σ转换器性能：参数设置与关键技术

本文是一篇关于"性能最大化Δ-Σ转换器技术"的文章，由德州仪器公司的Russell Anderson撰写。文章深入探讨了数据转换器领域的一项重要技术——Δ-Σ转换器，该技术在过去的几十年里实现了显著的分辨率提升，例如从16位提升到24位。Δ-Σ转换器之所以能实现高精度，关键在于其将大部分转换过程移到数字域，结合高性能模拟和数字处理，特别是通过单个比较器、积分器和1位DAC的简单结构，实现线性化，基准电压的精度对绝对精度有决定性影响。 文章中，作者详细解释了Δ-Σ调制器的工作原理。当输入信号X1为1/4满量程时，它与DAC输出信号(X5)之差形成一个脉冲串，其中包含低电平和高电平周期。这个过程通过闩锁比较器输出(X4)连续地驱动数字滤波器，其输出与输入电压成比例。每个时钟周期，输出的变化反映了输入信号的微小变化，并在积分器中积累，形成正或负的电压梯度。 当输入信号超过比较器阈值时，输出会触发改变，从而调整DAC的输出，这个过程反复进行，直至返回初始状态。通过分析频率响应，Δ-Σ转换器的性能受到抽样频率、调制时钟、可编程增益放大器(PGA)设置以及输入阻抗、滤波器响应、抗混叠滤波和长期稳定性等因素的影响。 优化Δ-Σ转换器的性能是一项复杂的任务，需要全面考虑各种参数和影响因素，确保在保持高分辨率的同时，数据速率和整体系统性能达到最优。理解这些细节对于设计和应用此类转换器在实际工程中的表现至关重要。因此，这篇文章不仅提供了理论基础，也为工程师在实际工作中如何最大限度地利用Δ-Σ转换器提供了实用指导。