Elección de componentes para un ADC Delta-Sigma discreto

Voy a diseñar un ADC delta-sigma discreto para construirlo en una PCB. Creo que entiendo el concepto básico, pero tendré que pedir componentes bastante pronto. Aquí está mi problema: aunque he aprendido sobre los parámetros del amplificador operacional/comparador, no sé qué parámetros debo priorizar al elegir piezas para mi aplicación.

El diseño que estoy considerando se verá así:Esquema básico de ADC Delta-Sigma

  • Dado que el amplificador operacional está configurado como integrador, la tensión/corriente de compensación de entrada podría ser un problema importante.
  • Al elegir comparadores, ¿debo preocuparme más por el retraso de propagación, la histéresis o las compensaciones de entrada? Actualmente estoy considerando el LM393 , KA319 y el LM311 .
  • ¿Qué otras consideraciones debo tener en cuenta? ¿Están justificadas mis preocupaciones, considerando que mi objetivo no es un dispositivo de alto rendimiento?

Notas:

  • Estaré soldando manualmente la PCB, lo que significa que preferiría paquetes DIP, aunque puedo trabajar con SOIC.
  • Mi objetivo es obtener un diseño que funcione, no es necesario que tenga una gran precisión.
  • El dispositivo no necesita operar a altas frecuencias, aunque algo que pueda funcionar a (44.1 ksps o más) estaría bien.

Resumen: me pregunto si las compensaciones de entrada introducidas tanto por el amplificador operacional como por el comparador en la etapa de entrada harán que el integrador se desvíe significativamente, o si el capacitor se cargará/descargará lo suficientemente rápido como para que los errores introducidos por las compensaciones de CC sean despreciable.

Los QFN son en realidad sorprendentemente fáciles de soldar mientras se usa fundente, tomaría una foto de algunos componentes y simularía esto en LT Spice
Los chips aptos para protoboard pueden ser una buena opción, al menos hasta que se logre una versión funcional. Si desea 44,1 ksps, clk será mucho más rápido, por lo que se requieren componentes digitales de alta velocidad. Está utilizando un comparador como D-to-A: tal vez debería usar un tipo bipolar como KA319, LM311, no LM393 de un solo extremo.
@glen_geek No entiendo la segunda parte de tu comentario. Todos los comparadores que vinculé son dispositivos bipolares diferenciales con salidas de colector común.
Las entradas son diferenciales, pero LM393 tiene una salida referida a su pin de tierra. ¿Supongo que desea que la salida del comparador D-a-A cambie entre algo de +V y -V?
@glen_geek Para ser honesto, no pensé en eso. Pude ver cómo eso ayudaría para el comparador superior derecho en mi esquema (potencialmente podría drenar el capacitor más rápido), pero un comparador que cambia entre + y -V sería problemático para el flip-flop.
sí, muy bien, la entrada "D" del flip-flop de conducción del comparador debe tener una salida con referencia a tierra (cambio entre Vcc-to-gnd). KA319 y LM311 se pueden configurar para hacer eso: LM393 lo hace de forma predeterminada, con una resistencia pull-up agregada. Podría considerar usar un interruptor analógico (SPDT) en lugar de ese comparador superior.

Respuestas (1)

El factor más importante es el ruido de cuantificación para la resolución.

Dado que no ha proporcionado ninguna especificación, no es posible dar prioridad al equilibrio del circuito de compensaciones Vio e Iio, el rechazo de ruido, la diafonía, el ancho de banda de la señal y la relación de diezmado. (por lo tanto, siempre debe comenzar CUALQUIER diseño con una gran especificación )

Sin embargo, para lograr el rendimiento de los circuitos integrados comerciales, debe tener muchos bucles y una integración de orden superior para mover el ruido de cuantificación muy por encima del ancho de banda de la señal. El uso de un circuito que integra dos veces en lugar de solo una es una excelente manera de reducir el ruido de cuantificación en banda del modulador.

Por ejemplo, los convertidores DS de Texas Instruments incluyen moduladores de segundo a sexto orden. Los moduladores de orden múltiple dan forma al ruido de cuantificación a frecuencias aún más altas que los moduladores de orden inferior.

ref: lea Texas Instruments, Nuts and Bolts of the Delta-Sigma Video Tutorial [en línea]. Disponible: http://focus.ti.com/docs/training/catalog/events/event.jhtml?sku=WEB408001

Ese es un buen consejo. Probablemente necesito solidificar mi especificación. Hice esta publicación en un punto bastante temprano en mi investigación. Desde entonces, he leído sobre las características de formación de ruido de los ADC Delta-Sigma y he decidido que no es práctico implementar uno en el tiempo que tengo. Por lo tanto, cambié a un diseño de doble pendiente. Sin embargo, el integrador aún puede ser un problema.
PD El enlace no funciona.
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