EO_493

39 - ELETTRONICA OGGI 493 - APRILE 2021 ANALOG/MIXED SIGNAL ADC SIGMA-DELTA oltre l’oversampling, a costo della potenza assorbita, porterà a un ulteriore alleggerimento dei requisiti del filtro anti-alias, dato che la frequenza di campiona- mento sarà molto più elevata della BW di ingresso. Negli ADC sigma-delta, l’ingresso viene sovracampio- nato con un OSR molto più alto, e in questo modo, es- sendo la frequenza di campionamento molto più eleva- ta della banda d’ingresso, i requisiti del filtro anti-alias si fanno meno stringenti, come si nota in figura 8. La figura 9 rende un’idea della complessità del filtro anti-aliasing per le architetture SAR e sigma-delta tempo-discreto (DTSD - Discrete Time Sigma-Delta ). Se consideriamo una banda di ingresso a –3 dB di 100 kHz, per raggiungere un’attenuazione di 102 dB alla frequenza di campionamento f s , servirà un filtro anti alias del secondo ordine per un ADC DTSD. Per otte- nere la stessa attenuazione a f s con un ADC SAR, sarà necessario utilizzare un filtro del quinto ordine. Per un ADC sigma-delta tempo-continuo (CTSD - Con- tinuous Time Sigma-Delta) ADC, l’attenuazione è intrin- seca, per cui il filtro anti-aliasing non è necessario. Questi filtri possono essere il punto dolente per i pro- gettisti di sistema, in quanto devono essere ottimizzati per l’attenuazione che introducono nella banda di in- teresse e per ottenere la massima reiezione possibile. Aggiungono anche al sistema innumerevoli altri errori in termini di offset, guadagno, fase e rumore, riducen- done così le prestazioni. Inoltre, per la loro stessa natura gli ADC ad alte pre- stazioni sono differenziali, per cui si rende necessario un numero doppio di componenti passivi. Per ottenere un miglior accoppiamento di fase nelle applicazioni multicanale, tutti i componenti nella catena di segnale devono garantire il corretto accoppiamento, e ne con- segue che si rende necessario l’utilizzo di componenti con tolleranze più strette. Ingresso a capacità commutata Il campionamento con ingresso a capacità commutata si basa sul tempo di stabilizzazione dell’ingresso cam- pionato su un condensatore, creando la necessità di un transiente di corrente di carica/scarica quando lo switch di campionamento viene aperto/chiuso. Que- sto viene definito “kickback” di ingresso e richiede un amplificatore di pilotaggio d’ingresso che possa sopportare queste correnti transitorie. Inoltre, è neces- sario che al termine del periodo di campionamento l’ingresso sia già stabilizzato e l’accuratezza del valore campionato determina le prestazioni dell’ADC, nel sen- so che l’amplificatore di pilotaggio deve stabilizzarsi velocemente dopo l’evento di kickback. Questo porta alla necessità di un driver ad ampia banda passante, che sia in grado di assestare la propria uscita velo- cemente, e di assorbire il kickback del funzionamen- Fig. 8 – Requisiti di filtraggio anti-alias nel sigma-delta Fig. 9 – Requisiti del filtro AA per le diverse architetture Fig. 10 – Kickback del campionamento