改善信号链设计有妙招问题:为何应考虑使用CTSDADC来改善我的信号链设计？答案:相比传统架构，CTSD拓扑能够优化信号链当今许多应用要求小尺寸，同时保持同样的性能开发人员经常面临如何实现这一目标的问题并且经常要做出妥协。
为何应考虑使用CTSD ADC来改善我的信号链设计？
答案:相比传统架构，CTSD拓扑能够优化信号链。
当今许多应用要求小尺寸，同时保持同样的性能。开发人员经常面临如何实现这一目标的问题并且经常要做出妥协。举例来说，通过牺牲噪声性能或精度来减小尺寸。本文探讨使用连续时间Σ-Δ型(CTSD)转换器优化设计、降低物料(BOM)成本和减小尺寸的新型方法。
要让所需的传感器或信号达到最佳效果，必须保证信号链中的所有元件配合出色。从传感器到模数转换器(ADC)通常使用几个分立元件。除了传感器和ADC，还经常使用仪表放大器、ADC驱动器、基准电压源缓冲器和滤波器。尤其要注意的是，ADC驱动器的选择和滤波器设计通常是造成误差的来源，但这两项通常会被低估。
优化设计、降低BOM成本并减小尺寸的一种方法是使用μModule®器件。这些器件是高度集成的解决方案，包含转换器、缓冲器和无源组件。采用这种新型CTSD技术，就可以直接驱动ADC，无需将放大器用作缓冲器。此外，这种新拓扑还可以简化滤波器设计。图1显示传统的离散时间ADC (DT-ADC)和CTSD转换器之间的区别。与传统设计相比，CTSD设计可以将尺寸缩减68%。
图1.(A) 离散时间ADC拓扑，(b) 连续时间Σ-Δ型转换器，(c) 通过开关电容输入级的电荷注入反冲。
图2.DTSD和CTSD的尺寸对比，显示使用CTSD ADC可以明显减小尺寸。
在传统的DT-ADC（例如SAR ADC或Σ-Δ ADC）中，会使用开关电容拓扑。ADC和参考输入端就是这种情况。这会使"采样"和"保持"两个阶段之间出现差分。它们分别对应"保持"电容的充电和放电。所以，由于寄生特性（电荷注入反冲），必须提供足够电流，以便进行充电、放电以及电荷吸收。许多传感器无法提供如此高的电流，因此需要进行缓冲。除了此功能之外，驱动器的速度还必须足够快（建立时间短，摆率高），以便解决"采样"阶段（参见图1c）结束时稳定输出，从而避免给目标信号带来更多误差。所以，对ADC驱动器的要求非常高。
CTSD转换器具有阻性输入，可以直接由传感器驱动。如果传感器无法驱动ADC（例如，如果传感器的阻抗非常高），可以插入一个简单的放大器来实现阻抗转换。
CTSD还有一个优势，就是它本身具有抗混叠滤波器（低通滤波器）特性。传统拓扑需要在输入端使用低通滤波器来滤除高频干扰信号。这是因为奈奎斯特准则要求采样速率必须至少为所需信号频率的2倍。如果采样速率过低，可能会出现混叠，导致干扰噪声进入信号。对于CTSD转换器本身的抗混叠滤波器特性，一种解释是：采样不是发生在调制器输入端，而是发生在 环路滤波器之后。
结论CTSD拓扑为优化信号链提供了传统架构之外的另一种新的解决方案。此外，如果非常注重上市时间、BOM或尺寸因素，那么 AD4134 等ADC产品将会是一个非常不错的选择。它们具有阻性输入且本身自带滤波器属性，可以帮助简化和优化许多设计。在许多应用中，可以无需使用ADC驱动器、滤波器设计中的无源组件和基准电压源缓冲器。《模拟对话》刊登了 有关该主题的系列文章 ，详细阐述了上述优势以及许多其他特性。
