采样时钟周期和共模抑制办法

一个ADC的内部前端需要在半个周期或采样时钟周期 内建立(0.5/Fs)，这样才能提供对内模拟信号捕捉的精确表达。因此对于一个12位ADC(采样速率为2.5 GSPS，满量程输入范围为 1.3 V p-p)来说，全功率带宽(FPBW)可通过下列瞬态公式推导：

求解t：t = ?τ ×?ln(1 LSB/VFS)。代入 τ = 1/(2 ×? π ×?FPBW)，一个时间常数，求解FPBW： FPBW = ? (1/(2 ×? π ×?t)) ×?ln(1 LSB/VFS)。现在令t = 0.5/Fs，则样本建立所需的时间如下(样本周期为1/Fs)：FPBW = ? (Fs/ π? ×?ln(1 LSB/VFS) = –(2.5G/ π ) ×?ln(317 m V p-p/1.3)) = 6.62 GHz。这样会使ADC内部前端所需的带宽或FPBW最小。这是转换器内部前端建立至1 LSB以内并正确采样模拟信号所需的带宽。为了满足这类ADC的1 LSB精度要求，这将会需要花费数个时间常数。

一个时间常数为24 ps或τ = 1/(2 ×? π ×?FPBW)。要了解ADC满量范围内达到LSB尺寸要求所需的时间常数数量，就需要找出满量程误差或%FS。或者，其中N = 位数，或1.3 V p-p/ ，且%FS = (LSB/FS) ×?100 = 0.0244。通过描绘欧拉数或eτ，可以绘出一条曲线，以便每次通过常数都 能方便地看出相对误差。12位ADC样本建立至大约 1 LSB以内需时8.4个时间常数。便能估算用于转换器的最大模拟输入频率或采样带宽，并依旧建立至1 LSB误差以内。超出这个范围，则ADC无法 精确表示信号。 这可以简单定义为：或 1/(24 ps × 8.4) = 4.96 GHz。记住，这里表示的是最佳情形，并假定采用单极点ADC前端。并非所有现实中的转换器都以这种方式工作，但这是一个很好的开 端。例如，上文描述的模型最高可适用至12位，但针对14/16位 以及更高位则需要根据这些细微影响采用二阶模型，以使建立时间扩展至预测的一阶模型以外。

消除公共阻抗耦合有害影响的措施是去耦。去耦滤波器的关键元件是引线尽可能短的高频电容器。隔离，注意地环路形成共模骚扰。用隔离变压器切断地环路，最适用于信号不含直流分量时。宽带信号不宜用它。在工业领域，把含直流分量的信号调制成交流信号，经电压或电流互感器将其送到接收端再进行解调。非理想的变压器在初级和次级之间存在分布电容，该分布电容允许骚扰经变压器进行耦合，因而该分布电容的大小直接影响它的高频隔离性能。也就是说，该分布电容为信号进人电网提供了通道。

所以在选择变压器时，必须考虑分布电容的大小。在使用变压器时，必须加静电屏蔽（法拉第屏蔽）并接地，这可减小分布参数，因为静电屏蔽破坏了初、次级问的直接耦合，困而也就能降低传导骚扰。为了更好地降低分布电容，提高开关变压器的共模抑制性能，可采用三层屏蔽：第一层屏蔽连接到初级的电位端；第二层屏蔽连接到次级的低电位端，中心法拉第屏蔽连接到变压器的外壳及安全地。

光电耦合器隔离法。因输入和输出线性关系差，不宜直接用于模拟信号，但最适于传输数字信号。用光脉宽调制法，就能传输含直流分量的模拟信号，而且有优良的线性效果。提高抵抗共模骚扰能力的方法。有时很难用隔离器件切断地环路，例如两设备必须直流连接。这时只能采取措施把地环路产生的共模骚扰影响抑制到最小。用差分放大器，直流到高频，线性好，适于模拟信号。对称平衡时，共模抑制很好。不平衡时，共模骚扰转换成差模，影响程度与不平衡程度有关。串接共模扼流圈（中和变压器或纵向扼流圈）。