超低功耗12位1 MSPS 数据采集系统：AD7091R与AD8031方案

"该文介绍了一个12位、1 MSPS(百万样本每秒)、单电源供电且低功耗的数据采集系统，采用AD7091R SAR ADC和AD8031运算放大器驱动器，总功耗低于5 mW，适用于3 V电源。该设计特别适合对功耗、成本和体积有严格要求的便携式电池供电系统。" 本文详细阐述了一个高效能、低能耗的数据采集系统设计，该系统基于12位分辨率的AD7091R SAR (逐次比较型) ADC和高性能的AD8031运算放大器。SAR ADC AD7091R以其卓越的能效和紧凑的封装尺寸，实现了在1 MSPS采样率下的高效运作。在3V的单电源供电下，AD7091R的典型电源电流仅为350μA，导致其在满速工作时的功耗约为1mW，这远低于同类产品的平均功耗。 配合使用的AD8031运算放大器同样具有出色的功耗特性，仅需800μA的电源电流，3V电源下的典型功耗为2.4mW。因此，当整个系统在1MSPS采样速率下处理10kHz的模拟输入信号时，总功耗仍能保持在5mW以下。这种低功耗特性对于依赖电池供电且对尺寸敏感的便携式应用至关重要。 系统设计中，AD8091R的内置2.5V基准电压源和宽电源电压范围（2.7V至5.25V）提供了灵活性。同时，AD7091R的功耗与其吞吐速率成正比，意味着在非1MSPS的采样速率下，系统功耗将进一步降低。此外，ADC的输入缓冲器，如AD8031，用于保护信号源免受采样保持开关操作产生的瞬变影响，确保在ADC采集时间内准确建立信号，这对于高阻抗信号源和要求低失真、高信噪比的应用尤其重要。 设计者可以通过调整AD7091R的采样速率来优化功耗，因为转换器的功耗与其工作速率直接相关。通过这种方式，可以进一步优化系统的能源效率，使其适应不同应用场景的需求。 总结来说，这个12位、1 MSPS、单电源、低功耗的数据采集系统展示了在保持高性能的同时实现极低功耗的可能性，是电池供电便携设备的理想选择，特别是在成本和尺寸约束严格的电子竞赛或数据采集与处理类项目中。评估板和设计文件的提供，也便于开发者和工程师进行快速评估和集成到他们的系统设计中。