專利名稱：一種降低模擬數字轉換系統(tǒng)工作噪聲的電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信、自動化領域，具體涉及一種提高模擬數字轉換系統(tǒng)對小信號檢測和量化精度的電路。
背景技術：
隨著計算機技術和微電子技術的發(fā)展，信號的數字化處理已經在很多領域取代了老式的模擬處理方式，成為了當前電子技術發(fā)展的主流。比如在軟件無線電應用領域中的對中頻信號的直接數字化采集，衛(wèi)星通信中對接收信號的檢測提取，高精度數控機床中的對微弱信號的檢測提取等。
《電子工程師》1999年8期，高玉良等撰寫的《高速高精度A/D變換器系統(tǒng)的工程設計》，《福建工程學院學報》2004年6月第2卷第2期，陳慧青等撰寫的《高速ADC電路傳統(tǒng)的電磁兼容設計》中介紹了傳統(tǒng)減低A/D工作噪聲的方法在系統(tǒng)布局時電源遠離中頻信號線，模擬地和數字地不交迭，最后只在接近電源處一點進行匯接；A/D的模擬和數字電源共用一個，只是在A/D的模擬電源輸入端加磁珠和電容等濾波；A/D輸出信號到鎖存器鎖存和數字總線上噪聲隔離，并在A/D輸出端加電阻，防止反射，有些直接將A/D輸出信號到光耦，再由光耦輸出到后端處理系統(tǒng)實現隔離；對送往A/D的時鐘信號采用傳輸變壓器或高速差分傳輸，改善采樣時鐘。采用此種方法，首先無法從根本上實現模擬數字轉換系統(tǒng)與后端數字處理系統(tǒng)的隔離，解決數字系統(tǒng)工作后在地上產生的噪聲對前端模擬地的串擾；采用光耦隔離可以實現前后端系統(tǒng)的完全隔離，但光耦無法施用于高速模擬數字轉換系統(tǒng)；其次，由于A/D內部既有模擬又有數字部分，模擬和數字部分共用一個電源，僅通過磁珠和電容來濾除數字部分工作產生的對電源的干擾，在小信號的提取與檢測中是不夠的。因為一般A/D工作的基準電壓都是通過模擬電源供電，有些則直接集成到A/D內部，從輸入的模擬電源提取，從而輸入A/D模擬電源上噪聲的大小，直接影響到了A/D的量化精度?，F有技術中的模擬數字轉換系統(tǒng)原理圖參見圖1。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，克服現有技術中后端處理系統(tǒng)工作后對前端采集系統(tǒng)的干擾，提高模擬數字轉換系統(tǒng)對小信號檢測能力和量化精度。
本發(fā)明的電路，包括濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器、差分驅動接收器及其系統(tǒng)時鐘電路和后端處理系統(tǒng)，還包括差分驅動發(fā)送器或光纖發(fā)送器，后端處理系統(tǒng)是差分接收器；所述濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器和差分驅動發(fā)送器或光纖發(fā)送器由外接線性穩(wěn)壓電源供電；后端處理系統(tǒng)和系統(tǒng)時鐘電路采用外接開關電源供電；輸入低噪聲模擬信號經所述濾波器濾波，再經運算放大器放大，然后送至模擬數字轉換器，經采樣保持量化編碼后，通過差分驅動發(fā)送器或光纖發(fā)送器送至后端處理系統(tǒng)。
在上述方案的基礎上，本發(fā)明還可以增加單片線性穩(wěn)壓電源，濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器的模擬電源輸入端由單片線性穩(wěn)壓電源供電，模擬數字轉換器的數字電源輸入端和差分驅動發(fā)送器或光纖發(fā)送器用外接線性穩(wěn)壓電源供電。如果模擬數字轉換器還外接基準芯片，外接基準芯片也由所述單片線性穩(wěn)壓電源供電。
與現有技術相比，本發(fā)明減少了后端數字系統(tǒng)工作對模擬數字轉換系統(tǒng)內部模擬電源的干擾，降低了電源波動對模擬數字轉換器的影響，降低了工作噪聲，提高了小信號的檢測能力。減少了后端數字處理系統(tǒng)的工作噪聲對采集系統(tǒng)的串擾，提高了量化的精度，在同樣信噪比指標下使PCB布線難度降低。提高了對小信號檢測和分辨的能力。


圖1是現有技術中的模擬數字轉換系統(tǒng)實施方案圖；圖2是本發(fā)明的一個實施例框圖；圖3是本發(fā)明的另一個實施例框圖。
具體實施例方式
圖2是本發(fā)明的一種實施方案，以模擬數字轉換器(A/D自身集成有電壓基準)為核心，并配以模擬運算放大器、差分驅動接收器、差分驅動發(fā)送器或光纖發(fā)送器組成，外接通用線性電源。
輸入低噪聲模擬信號，首先通過有運算放大器和濾波器，對輸入模擬信號進行預濾波，濾除不需要頻率分量，保留自己關心頻率分量，對濾波后信號放大。然后將放大后的模擬信號送至模擬數字轉換器輸入端，經采樣保持量化編碼后，送至差分驅動發(fā)送器，通過差分驅動發(fā)送器送至后端處理系統(tǒng)。
模擬數字轉換系統(tǒng)單獨使用一個線性電源，不與后端數字系統(tǒng)共用電源，由于采用差分傳輸方式或光纖傳輸，所以和后端數字系統(tǒng)不共地，減少后端數字系統(tǒng)對前端模擬數字轉換系統(tǒng)干擾。而模擬數字轉換器模擬地端和印制板的模擬地端相連，模擬地上的噪聲大小，直接影響到模擬數字轉換系統(tǒng)對小信號的檢測提取能力，而模擬數字轉換器一般都要求模擬和數字地最終要找一點相連。所以從某種意義上說，降低了本系統(tǒng)的數字地噪聲，也就是降低了系統(tǒng)模擬地的噪聲。
圖3是本發(fā)明的另一個實施方案。在圖2的實施例的基礎上，在模擬數字轉換系統(tǒng)單獨使用一個線性電源的前提下，在A/D的模擬電源輸入端和運算放大器電源端前，增加單片線性穩(wěn)壓電源。如A/D需外接基準芯片的，則在A/D的模擬電源輸入端、運算放大器電源端、基準芯片的輸入端前增加單片線性穩(wěn)壓電源。模擬數字轉換器的數字電源輸入端和差分驅動發(fā)送器或光纖發(fā)送器用外接線性穩(wěn)壓電源供電；模擬數字轉換器一般有兩個電源輸入端，一個為模擬電源輸入，一個為數字電源輸入，模擬電源輸入端的電源特性好壞(紋波系數)，直接影響到模擬數字轉換器的量化精度。數字電源輸入端主要是對模擬數字轉換器內部的數字電路供電，即編碼部分，由于是數字電路，所以工作后會使整個電源線上的噪聲增大。同時數字電路對電源要求不是很高，一般輸入電源略高于芯片要求工作電壓，照樣可以正常工作。所以可以將外接線性電源工作電壓略微調高，通過單片線性穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓后，達到模擬數字轉換系統(tǒng)的模擬電路電源和模擬數字轉換器模擬電源的標準工作電壓，起到穩(wěn)壓減少模擬電源波動的作用，進而提高模擬數字轉換器的量化精度。
單片線性穩(wěn)壓電源可以起到很好的穩(wěn)壓作用，從而降低模擬數字轉換系統(tǒng)數字部分工作后在電源上產生噪聲對A/D工作影響。在A/D的輸出端接差分驅動發(fā)送器或光纖發(fā)送器，后端處理系統(tǒng)采用差分接收器或光纖接收器，使其兩個系統(tǒng)不共地，并且各自使用一個電源，模擬數字轉換系統(tǒng)采用線性電源，后端處理系統(tǒng)采用高效開關電源，這樣后端處理系統(tǒng)的工作噪聲對前端模擬數字轉換系統(tǒng)的影響將減到最小。
權利要求
1.一種降低模擬數字轉換系統(tǒng)工作噪聲的電路，包括濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器、差分驅動接收器及其系統(tǒng)時鐘電路和后端處理系統(tǒng)；其特征在于，還包括差分驅動發(fā)送器，后端處理系統(tǒng)是差分接收器；所述濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器和差分驅動發(fā)送器由外接線性穩(wěn)壓電源供電；所述后端處理系統(tǒng)和系統(tǒng)時鐘電路采用外接開關電源供電；輸入低噪聲模擬信號經所述濾波器濾波，再經運算放大器放大，然后送至模擬數字轉換器，經采樣保持量化編碼后，通過差分驅動發(fā)送器送至后端處理系統(tǒng)。
2.一種降低模擬數字轉換系統(tǒng)工作噪聲的電路，包括濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器、差分驅動接收器及其系統(tǒng)時鐘電路和后端處理系統(tǒng)；其特征在于，還包括差分驅動發(fā)送器、單片線性穩(wěn)壓電源，后端處理系統(tǒng)是差分接收器；所述濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器的模擬電源輸入端由所述單片線性穩(wěn)壓電源供電，模擬數字轉換器的數字電源輸入端和差分驅動發(fā)送器用外接線性穩(wěn)壓電源供電；所述后端處理系統(tǒng)和系統(tǒng)時鐘電路采用外接開關電源供電；輸入低噪聲模擬信號經所述濾波器濾波，再經運算放大器放大，然后送至模擬數字轉換器，經采樣保持量化編碼后，通過差分驅動發(fā)送器送至后端處理系統(tǒng)。
3.權利要求2所述的降低模擬數字轉換系統(tǒng)工作噪聲的電路，其特征在于，還包括模擬數字轉換器外接基準芯片，所述外接基準芯片也由所述單片線性穩(wěn)壓電源供電。
4.一種降低模擬數字轉換系統(tǒng)工作噪聲的電路，包括濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器、差分驅動接收器及其系統(tǒng)時鐘電路和后端處理系統(tǒng)；其特征在于，還包括光纖發(fā)送器，后端處理系統(tǒng)是光纖接收器；所述濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器和光纖發(fā)送器由外接線性穩(wěn)壓電源供電；所述后端處理系統(tǒng)和系統(tǒng)時鐘電路采用外接開關電源供電；輸入低噪聲模擬信號經所述濾波器濾波，再經運算放大器放大，然后送至模擬數字轉換器，經采樣保持量化編碼后，通過光纖發(fā)送器送至后端處理系統(tǒng)。
5.一種降低模擬數字轉換系統(tǒng)工作噪聲的電路，包括濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器、差分驅動接收器及其系統(tǒng)時鐘電路和后端處理系統(tǒng)；其特征在于，還包括光纖發(fā)送器、單片線性穩(wěn)壓電源，后端處理系統(tǒng)是光纖接收器；所述濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器的模擬電源輸入端由所述單片線性穩(wěn)壓電源供電，模擬數字轉換器的數字電源輸入端和光纖發(fā)送器用外接線性穩(wěn)壓電源供電；所述后端處理系統(tǒng)和系統(tǒng)時鐘電路采用外接開關電源供電；輸入低噪聲模擬信號經所述濾波器濾波，再經運算放大器放大，然后送至模擬數字轉換器，經采樣保持量化編碼后，通過光纖發(fā)送器送至后端處理系統(tǒng)。
6.權利要求5所述的降低模擬數字轉換系統(tǒng)工作噪聲的電路，其特征在于，還包括模擬數字轉換器外接基準芯片，所述外接基準芯片也由所述單片線性穩(wěn)壓電源供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了通信、自動化領域中的一種降低模擬數字轉換系統(tǒng)工作噪聲的電路，包括濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器、差分驅動接收器及其系統(tǒng)時鐘電路和后端處理系統(tǒng)，差分驅動發(fā)送器或光纖發(fā)送器，后端處理系統(tǒng)是差分接收器；所述濾波器、運算放大器、模擬數字轉換器和差分驅動發(fā)送器或光纖發(fā)送器由外接線性穩(wěn)壓電源供電；后端處理系統(tǒng)和系統(tǒng)時鐘電路采用外接開關電源供電。本發(fā)明減少了后端數字系統(tǒng)工作對模擬數字轉換系統(tǒng)內部模擬電源的干擾，降低了電源波動對模擬數字轉換器的影響，降低了工作噪聲，提高了小信號的檢測能力；減少了后端數字處理系統(tǒng)的工作噪聲對采集系統(tǒng)的串擾，提高了量化的精度。
文檔編號H03M1/12GK1848689SQ20051003404
公開日2006年10月18日 申請日期2005年4月5日 優(yōu)先權日2005年4月5日
發(fā)明者楊春 申請人:中興通訊股份有限公司