从 ADC 获得 SNR 性能不仅仅是向 ADC 输入提供低噪声信号的问题。提供低噪声参考电压同样重要。虽然参考噪声在零刻度下没有影响，但在满刻度下，参考上的任何噪声都将在输出代码中可见。这就是为什么对于给定的 ADC，在零刻度下测量的动态范围 (DR) 通常比在满刻度或接近满刻度下测量的信噪比 (SNR) 好几个 dB。在 ADC 的 SNR 可能超过 140dB 的过采样应用中，提供低噪声参考电压尤为重要。要达到此级别的 SNR，即使是的低噪声参考也需要一些帮助来降低其噪声级别。

有几种方法可以降低参考噪声。增加旁路电容器的大小或在参考输出上使用简单的低通 RC 滤波器都不是好的选择。基准输出上的大旁路电容器本身无法产生足够低的截止频率而无法发挥作用。无源 RC 滤波器本身虽然提供低截止频率，但会产生随采样频率和温度变化的输出电压。并联多个低噪声基准的输出是一种有效的替代方法，但它很昂贵并且消耗大量功率。

此处演示的参考滤波器可在不显着影响参考精度或温度系数的情况下产生低噪声参考电压，并且功耗和成本适中。

电路说明

本例中使用的 ADC 是 LTC2508-32 (U1)。LTC2508-32 是一款低噪声、低功率、32 位 SAR ADC，具有一个低通数字滤波器，具有四个引脚可选的下采样因子 (DF)，范围从 256 到 16384。一个低噪声、低温漂移基准是必要的实现 LTC2508-32 的全部性能。

本例中使用的基准是 LTC6655-5 (U2)。LTC6655-5 提供高精度 (±0.025% 值)、极低噪声 (0.67ppm RMS 典型值) 和漂移 (2ppm/°C 值) 性能。即使具有异常低的噪声性能，LTC6655-5 仍然会降低 LTC2508-32 的 SNR 性能。

LTC2057 (U3) 是一款零漂移运算放大器，已抑制 1/f 噪声。LTC2057 具有小于 200pA 的输入偏置电流 (IB)、4μV 的失调电压和 0.015μV/°C 的失调电压温度系数。这明显低于 LTC6655-5 的温度系数 (2ppm/°C=10μV/°C)。

LT6202 (U4) 是一款低噪声、快速建立运算放大器，具有驱动 LTC2508-32 REF 引脚上所需的 47μF 旁路电容器所需的高短路电流能力。

图 1 的电路使用 R2 和 C3 对基准 (U2) 的输出进行滤波以形成 0.8Hz 滤波器。电容C3应为薄膜电容。钽电容器和电解电容器具有高泄漏，会在 R2 上产生偏移。陶瓷电容器会表现出麦克风效应，导致低频噪声增加。滤波后的输出由 U3 的高阻抗输入缓冲。U3 的 200pA IB 导致 R2 上的压降仅为 2μV。这与 LTC2057 的失调电压相结合，产生 6μV 的误差，与 LTC6655-5 的 0.025% (1.25mV) 初始精度规格相比，这个误差相对微不足道。U3 和 U4 构成一个复合放大器，具有 LTC2057 的低失调、失调温度系数和抑制的 1/f 噪声以及 LT6202 的快速稳定。U1 的 REF 引脚从 C1 吸取电荷，电荷随采样率和输出代码而变化。U4 必须补充此电荷以保持 REF 引脚电压固定。R5 用于将 U4 与 C1 隔离，以改善 REF 引脚的稳定。具有更高电压和温度额定值的物理尺寸更大的陶瓷电容器具有更低的电压系数，从而提供更高的有效电容。因此，C1 应该是 X7R，尺寸为 1210，额定电压为 10V。

电路性能

如表 1 所示，LTC2508-32 表现出接近理论的行为，下采样因子 (DF) 每增加 4 倍，动态范围增加近 6dB，ADC 输入连接在一起，REF 引脚由 LTC6655- 直接驱动5. 表 1 还显示，当 ADC 被驱动到接近满量程时，与 DR 相比，使用 LTC6655-5 直接驱动 ADC REF 引脚时，SNR 低 7.8dB。这是由于参考噪声。使用图 1 的电路驱动 LTC2508-32 的 REF 引脚可使 SNR 提高高达 6.1dB，如表 1 所示。

LTC2057 等斩波稳定运算放大器通常在斩波频率及其奇次谐波处呈现音调。LTC2057 利用电路来抑制这些伪像远低于失调电压。该电路与 ADC 自身的滤波器相结合，可消除运算放大器斩波频率中的任何可见音调，如图 2 的本底噪声图所示。图 2 的图是五次数据捕获的平均值，旨在平滑本底噪声甚至可以揭示任何杂散音调的痕迹。

结论

展示了一种滤波器电路，它可以降低参考输出噪声，而不会影响其精度或温度系数，同时仅需要适度的功耗和成本。将该电路的输出应用到 LTC2508-32 的基准引脚，与直接用基准驱动 ADC 相比，一个 32 位低噪声 ADC 在一系列下采样因子内将 SNR 提高了高达 6.1dB

 

。