原標(biāo)題：從傳感器到ADC的危途：工程師應(yīng)如何做？

在將傳感器信號(hào)連接到ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的過程中，工程師確實(shí)會(huì)面臨諸多挑戰(zhàn)。傳感器信號(hào)通常很微弱，可能伴隨著高噪聲，并且可能位于大共模（CM）電壓之上，這些都不利于ADC的輸入。以下是一些建議，幫助工程師克服從傳感器到ADC的信號(hào)傳輸難題：

一、選擇合適的儀表放大器

儀表放大器具有高精度（低失調(diào)）和低噪聲特性，不會(huì)破壞小輸入信號(hào)。其差分輸入適合于許多傳感器信號(hào)（如應(yīng)變計(jì)、壓力傳感器等），并且能夠抑制任何存在的共模信號(hào)，僅留下感興趣的原始小電壓。此外，儀表放大器具有很大的輸入阻抗，不會(huì)給傳感器帶來(lái)負(fù)載，確保脆弱的信號(hào)不受信號(hào)處理的影響。因此，儀表放大器是連接傳感器和ADC的理想選擇。

在選擇儀表放大器時(shí)，需要考慮以下因素：

• 增益范圍：選擇具有足夠增益范圍的儀表放大器，以便將傳感器信號(hào)放大到適合ADC輸入的電平。

• 噪聲性能：選擇低噪聲的儀表放大器，以減少信號(hào)傳輸過程中的噪聲干擾。

• 線性度：確保儀表放大器具有足夠的線性度，以避免信號(hào)失真。

二、保護(hù)ADC免受過壓影響

由于半導(dǎo)體工藝的現(xiàn)代化，ADC工作電源電壓日漸下降，導(dǎo)致ADC輸入更容易受輸入過壓的影響。因此，需要有外部電路來(lái)防范這種過壓。儀表放大器系列（如LT6372-1和LT6372-0.2）不僅具有傳統(tǒng)儀表放大器的所有功能，還能非常好地直接驅(qū)動(dòng)ADC并保護(hù)ADC輸入。這些儀表放大器具有內(nèi)置的輸出箝位功能，可以確保ADC的敏感輸入不會(huì)受到正向或負(fù)向瞬變的破壞。

三、優(yōu)化ADC輸入驅(qū)動(dòng)

驅(qū)動(dòng)ADC輸入的驅(qū)動(dòng)器必須能夠處理ADC前端內(nèi)部電容的電荷注入，并在下一個(gè)轉(zhuǎn)換周期之前迅速穩(wěn)定下來(lái)。此外，驅(qū)動(dòng)器的噪聲和失真不應(yīng)成為限制因素。為了優(yōu)化ADC輸入驅(qū)動(dòng)，可以采取以下措施：

• 選擇合適的驅(qū)動(dòng)器：選擇具有低噪聲、快速建立和高直流精度的驅(qū)動(dòng)器，以確保信號(hào)能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定地傳輸?shù)紸DC。

• 優(yōu)化前端RC元件值：通過合理設(shè)計(jì)前端RC元件的值，可以改善ADC的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和信噪比（SNR）。

四、考慮系統(tǒng)級(jí)因素

在將傳感器信號(hào)連接到ADC的過程中，還需要考慮系統(tǒng)級(jí)因素，如信號(hào)傳輸路徑中的干擾、電源穩(wěn)定性等。為了確保信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸，可以采取以下措施：

• 屏蔽和接地：采用適當(dāng)?shù)钠帘魏徒拥丶夹g(shù)，以減少信號(hào)傳輸路徑中的干擾。

• 電源管理：確保電源的穩(wěn)定性，避免電源電壓波動(dòng)對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?/span>

五、進(jìn)行充分的測(cè)試和驗(yàn)證

在設(shè)計(jì)和制造階段，需要進(jìn)行充分的測(cè)試和驗(yàn)證，以確保從傳感器到ADC的信號(hào)傳輸路徑的性能和可靠性。測(cè)試內(nèi)容包括但不限于：

• 增益和線性度測(cè)試：驗(yàn)證儀表放大器的增益和線性度是否滿足設(shè)計(jì)要求。

• 噪聲性能測(cè)試：測(cè)量信號(hào)傳輸過程中的噪聲水平，確保其在可接受范圍內(nèi)。

• 過壓保護(hù)測(cè)試：驗(yàn)證外部電路是否能夠有效地保護(hù)ADC免受過壓的影響。

綜上所述，從傳感器到ADC的信號(hào)傳輸路徑需要綜合考慮多個(gè)因素，包括選擇合適的儀表放大器、保護(hù)ADC免受過壓影響、優(yōu)化ADC輸入驅(qū)動(dòng)、考慮系統(tǒng)級(jí)因素以及進(jìn)行充分的測(cè)試和驗(yàn)證。通過采取這些措施，工程師可以確保信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸和系統(tǒng)的可靠性。