模拟前端（AFE）原理及选型指南

现在许多新颖的模拟前端(AFE-Analog Front End)瞄准了各种不同应用：有线和无线通信、工业电子、消费类产品，出现了专用和通用AFE来满足多种市场需求。

　　一般AFE为通用单元。AFE可以是少数为数字电路、多数为模拟电路器件，用一个简单的状态机控制多路转换器，将信号传输给一个或多个数据转换器。AFE也可以是多数为数字电路、少数为模拟电路器件，包括一个或多个数据转换器并带有其他微控制器外设。所有AFE的共同功能特点是它们的数据转换器(DAC和ADC)。其DAC结构没有大的差别，但ADC结构可以是Δ-Σ、连续渐近和流水线架构。每种架构在容吐量、分辩率、等待时间、滤波要求、功耗和硅占位面积方面均有局限性。不同的转换器架构在不同的目标应用中有不同的功能。

　　通用AFE

　　一些公司，包括ADI、Linear、Maxim和Silicon Labs采用硅CMOS增加仪器型ADC编程能力。其差别在于编程能力的类型一状态机或微控制器。如Linear 公司的ADC在输入具有引脚短接编程多路转换器，这种性能受到过程控制系统或传感器设计工程技术人员的喜爱。

　　不同的供应商对多路ADCAFE有不同的设计。这包括引脚短接或寄存器控制(通过并行接口)编程单或多数据转换器。

　　Linear 公司的LTC1850/51AFE片上8通道多路转换器向10或12位连续渐近ADC传送信号(见图1)。AFE具有扫描模式，可在8个多路转换通道间重复循环，并用连续扫描的16位地址和配置按顺序编程。也可以读回时序存储器。所有这些均通过短接AFE引脚来控制。

　　LTC1850家族中的每一款8位和10位产品都包含一对单连续渐近ADC和内置8通道多路转换器。绝对采样率可达1.25Msamples/s。但是，实际的采样率取决于采样的输入数量。也就是说，如果设计仅要求两个输入通道，那么，每个通道应连接多路转换器的4个输入，而每个通道的取样率应为625Ksamples/s。当每个多路转换器通道有不同的输入时，吞吐量为156Ksamples/s。

　　ADI公司的AD7266采用类似的设计理念。该器件集成了两个独立的12位连续渐近ADC，允许同时采样和转换两个通道，吞吐率达2Msamples/s。每个ADC前面加有一个3通道多路转换器和一个抵噪声、宽带跟踪保持放大器(可处理超过10MHz的输入频率)。每个ADC有两个模拟输入，可编程3个全差分对或6个单端通道。每个通道的转换结果，可在单独数据线上同时读取或在同一数据线上连续读取。