【E课堂】Σ-Δ型ADC拓扑结构基本原理：第二部分

　　除了滤除量化噪声以外，数字滤波器还能通过调整输入带宽来降低噪声。这是通过提高抽取率实现的。对于sinc5 + sinc1滤波器，提高过采样比意味着初始五阶sinc滤波器要进行均值计算。利用初始结果的均值，用户可以选择不同的输出数据速率、速度和带宽来改善噪声性能(如图5所示)，即先由sinc5再由sinc5 + sinc1求均值来改善噪声性能。对sinc5结果求均值会引入频率为输出数据速率及其倍数的一阶陷波，这些陷波会与sinc5总包络复合。sinc型滤波器中的陷波频率传统上是用来抑制已知频率的干扰信号，即通过把数据速率策略性地设置为与干扰频率重合。一个经典例子是50 Hz和60 Hz的电线频率工频抑制。

　　图3.AD7175调制器输出频谱DC至FMOD/2，采用sinc5 + sinc1和32倍抽取(产生sinc5直流响应)。

　　图4.AD7175-2 sinc5 + sinc1滤波器：通过更改ADC抽取率来调整输入带宽。

　　图5.AD7175-2 sinc5 + sinc1滤波器 – 噪声与ODR的关系。

　　sinc型滤波器是具有sin(x)/x剖面的移动平均滤波器，因此一般称其为sinc滤波器。该滤波器由一系列积分器、一个用作抽取率的开关和一系列微分器组成。它是一种有限脉冲响应(FIR)型滤波器。对于输入的阶跃变化，它表现出已知且有限的线性相位响应。深陷波发生在输出数据速率及其整数倍处，陷波内的信号会被衰减。

　　图6.不同阶数sinc滤波器的频域比较：sinc5与sinc3.

　　图6比较了AD7175的三阶和五阶sinc滤波器，二者均以32倍抽取率运行。这种情况下，两个滤波器均以250 kHz的输出速率提供转换数据。滤波器的阶数决定滚降速率和−3 dB频率。sincP滤波器位于–P × 20 dB/十倍频程的频率响应包络之下。滚降越陡，−3 dB频率越低。不同阶数滤波器之间的主要区别在于滤波器建立时间，根据情况不同，其对终端测量应用的影响也不同。