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瑞彩祥云

作者:Scott Hunt,ADI系统应用工程师時間:2019-09-09來源:電子産品世界收藏

色散譜應用中的圖像傳感需要超低噪聲和高比特率的線性陣列,以实现高灵敏度和高速测量。为了降低探测器的暗噪声并进一步提高测量灵敏度,需要一个热电冷却器(TEC)。为达到这些要求,还需要高性能电子器件来与傳感器接口。从傳感器采样数据需要具有低噪声、且快速建立时间的放大器和低噪声精密模数轉換器(ADC)。TEC需要精密电流控制和限压,以便精确控制温度。電源管理电子器件必须能够提供TEC所需的高功率,以及采样電路所需的低噪声。最后,良好的PCB布局对于避免大功率电源的开关信号对精密采样电子器件的磁耦合或传导耦合干扰至关重要。

本文引用地址:/article/201909/404587.htm

利用分立电子器件設計一个系统来与这些复杂的高性能傳感器连接,这在过去一直是一个挑战,需要仔细权衡尺寸、复杂度与性能。Hamamatsu Photonics, Inc.和ADI公司认为这是一个机会,于是结合各自专业知识来为Hamamatsu G920x InGaAs线性系列创建参考設計,其中Hamamatsu提供傳感器和系统组件,ADI公司設計模拟前端(AFE)板。该参考設計允许通过FMC連接器连接到FPGA承载卡进行模块化评估。ADI公司的μModule?稳压器用于为設計中最具挑战性的布局部分提供紧凑、优化的布局。例如,LTM8053μModule降压调节器将磁性元件集成到内部布局中,大大降低了电磁噪声。通过提供紧凑优化的布局并减少器件数量,这些高集成度产品还能实现更小的解决方案,而不会影响性能。

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圖1.参考設計简化框图

有三个关键的高集成度产品助力实现这一紧凑的高性能AFE設計:

ADAQ7980是一款单芯片、高性能、16位、1 MSPS SAR ADC数据采集系统模块。ADAQ7980采用高精度SAR ADC,并集成ADC驱动器、基准电压缓冲器、LDO稳压器、精密无源器件和去耦元件。

ADN8835是一款精密TEC控制器,集成了3 A功率FET管。ADN8835可精确控制傳感器的温度,无需外部分立功率FET管。

LTM8053是一款超低噪声3.5 A Silent Switcher? μModule降压型开关稳压器。LTM8053将开关控制器、功率开关、电感和所有支持元件集成到一个紧凑封装中,以实现最佳噪声性能。

这些产品展示了ADI公司高集成度产品的关键特性,包括降低BOM复杂性和减小電路板空间,通过消除关键電路中的電路板级寄生效应来优化性能,以及通过提供集成更多信号链的性能规格的器件来减少系统误差和不确定性。完整AFE解决方案还包括ADI公司的其他高性能器件,例如ADR4550精密基准电压源和ADA4807高速精密放大器。AFE还能将LTM8053和ADN8835的时钟与提供给傳感器和ADAQ7980的采样时钟同步。

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圖2.ADI公司開發的InGaAs陣列傳感器接口板俯視圖 

总之,ADI公司与Hamamatsu Photonics, Inc.合作,为Hamamatsu G920x线性阵列NIR/SWIR InGaAs圖像傳感器系列开发高性能参考設計。这些线性阵列InGaAs圖像傳感器具有高采样速度,并集成了TEC来给光学探测器散热,支持超低噪声操作。这使其成为高性能NIR/SWIR光谱应用(如天然气和矿物鉴定)的绝佳选择。ADI公司的AFE板旨在与这些傳感器接口,ADI公司的高集成度产品使其具有高性能且尺寸紧凑。



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