再次仿真简易频谱仪和示波器调理电路后的改进

qqxjyxjy

qqxjyxjy清风: 再次仿真简易频谱仪和示波器调理电路，作如下修改：AD4522射随输入级+ADA4940单端转差分+ ADA4940差分二阶滤波+AD5422-2射随级+AD8330自动增益控制+AD4940和AD4940作DAC缓冲+STM32H743和LTC2440(DAC）.理由见后附仿真数据Excel,AD8330差分输入阻抗极低，若直连ADA4940差分二阶滤波输出，会造成滤波曲线不平直，高端过早下沉，且信号稍强时失真，故加一级AD5422射随器；采用ADA4940单端转差分，其一致性因其在同一芯片和相同工艺得以保证；LTC2440比LTC2400价格更低，性能更好，不与可调基准电压源公用一只LTC2440,多用一只LTC2440,省去模拟转换开关一只，成本几乎没增加，结构更合理。 由仿真数据可得出，AD8330差分输入共模电压应为0.3~0.7V时，此级的失真最小，这是AD8330核心器件为4只三极管所致；AD4940作DAC缓冲，其电源电压分别为+5.5V,-1.2V以及0,+3.6V(最好为-0.5V,+3.6V,-0.5V太麻烦),可起限幅的作用，避免后级DAC过载。 AD8330差分输入P-P电压不能超过2.8V,否则会引起AD8330输出失真。 美中不足的是STM32H743和LTC2440(DAC）共用相同的滤波器，LTC2440(DAC）的滤波转折频率应设置得更低点，有点遗憾。

已思考（用时 10 秒）

A: 嗯，我看到用户上传了一个Excel文件，内容是关于一个电路设计的仿真数据。这个文件包含了一些技术参数，比如ADA4940滤波共模电压、电阻值、失真数据等等。

用户还详细描述了对一个电路设计的修改方案。看起来是在设计一个频谱仪和示波器的信号调理电路。用户提到了一些具体的芯片型号，比如AD4522、ADA4940、AD8330等等，并解释了为什么选择这些芯片以及它们之间的连接方式。

用户还分析了一些设计考虑，比如AD8330差分输入阻抗低的问题，通过在滤波器和AD8330之间加入AD5422射随器来解决。还提到了使用ADA4940进行单端转差分的优势，以及选择LTC2440而不是LTC2400的原因。

用户还指出了一些设计上的限制和注意事项，比如AD8330的差分输入共模电压范围、最大输入电压限制，以及STM32H743和LTC2440共用滤波器带来的遗憾。

我需要理解这些技术细节，然后给出一个专业、清晰的总结，把用户的设计思路和关键点整理出来。我应该突出电路架构的改进、芯片选择的理由，以及那些需要注意的设计限制。

我觉得可以按照电路信号流向的顺序来组织回答，从输入级开始，一直到ADC和DAC部分。同时也要强调那些关键的设计考虑和限制条件。这样可以帮助用户更好地理解整个设计思路和优化点。

根据你提供的仿真数据表格和详细的修改说明，我为你整理了一个清晰的电路架构总结与优化建议，便于后续设计或文档记录使用：

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✅ 电路架构总结（修改后）

        

阶段

         

器件

         

功能

         

说明

     
      

1

      

AD4522

      

射随输入级

      

提高输入阻抗，隔离前级影响

   
     

2

      

ADA4940

      

单端转差分

      

一致性高，失真小（0.003%）

   
     

3

      

ADA4940

      

差分二阶滤波

      

滤波性能优良

   
     

4

      

AD5422-2

      

射随级

      

新增，隔离滤波与AD8330，防止滤波曲线高端下沉

   
     

5

      

AD8330

      

自动增益控制（PGA）

      

差分输入，需控制共模电压在0.3~0.7V之间

   
     

6

      

ADA4940 × 2

      

DAC缓冲

      

电源设置限幅，防止DAC过载

   
     

7

      

STM32H743 + LTC2440

      

ADC采集

      

LTC2440性价比高，独立使用更合理

   
     

8

      

LTC2440（另一片）

      

DAC基准

      

不与ADC共用，省去模拟开关

   

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✅ 关键设计要点

1.     AD8330 输入共模电压：

o   最佳范围：0.3~0.7V

o   最大差分输入电压：2.8Vpp，否则失真显著上升

2.     ADA4940 作为 DAC 缓冲：

o   电源建议：+5.5V / -1.2V 或 0 / +3.6V

o   可起到限幅保护作用，避免后级过载

3.     LTC2440 使用策略：

o   比 LTC2400 更便宜、性能更好

o   ADC 与 DAC 基准不共用，结构更清晰，成本几乎不变

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⚠️ 遗憾点

·       STM32H743 与 LTC2440(DAC) 共用滤波器

o   DAC 的滤波转折频率应更低，目前未能独立设置，略有遗憾。

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