[麦麦茶水间] 【每周分享】粗谈ADC芯片的斩波模式(Chop Mode)技术

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 楼主| dffzh 发表于 2025-7-30 17:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 dffzh 于 2025-7-31 15:20 编辑

很多高分辨率的模数转换器(ADC)芯片都有斩波(Chop)技术,即可以通过寄存器来配置斩波模式(Chop Mode),比如TI的ADS1262 ADC芯片:
再比如ADI的AD7192 ADC芯片:
那什么是斩波模式,有什么作用呢?
ADC芯片的斩波技术其实就是一种用于抑制低频噪声(如1/f噪声、直流失调电压等)的技术,通过调制和解调信号来改善ADC的精度和稳定性。
下面就从几个方面阐述一下斩波技术。
1. 抑制低频噪声和失调误差
1/f噪声(闪烁噪声):低频段噪声在半导体器件中显著,斩波通过将信号调制到高频区域,避开噪声集中的低频段。
直流失调(Offset):放大器或ADC本身的直流误差会被斩波调制到高频,后续通过解调和滤波消除。
2. 工作原理
调制阶段:输入信号被周期性切换(通常通过开关电容电路),将低频信号调制到斩波频率附近(如fc)。
处理阶段:调制后的信号通过放大器或ADC,此时低频噪声和失调仍存在于基带。
解调阶段:信号再次被切换回基带,而噪声和失调被移到高频,最终通过低通滤波去除。
3. 优势
提高信噪比(SNR):尤其适合高精度、低速应用(如传感器信号、生物电信号)。
降低温漂影响:温度引起的漂移多为低频,斩波可有效抑制。
无需校准:相比软件校准失调,硬件斩波无需额外步骤。
4. 典型应用场景
高精度ADC:如24位或者32位高分辨率的Σ-Δ型ADC(用于电子秤、温度测量等);
传感器接口:应变片、热电偶等微弱信号采集;
医疗设备:ECG、EEG等低频生物电信号处理。
5. 注意事项
斩波频率选择:需高于信号带宽,但避免与系统其他时钟干扰。
滤波需求:需配合低通滤波器去除高频调制产物。
速度权衡:斩波会限制ADC的采样率,比较适合低速高精度场景,需要权衡采样速度和精度。

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穷得响叮当侠 发表于 2025-7-31 09:58 | 显示全部楼层
斩波模式确实是一种提高ADC性能的有效技术,特别是在低频噪声抑制方面。你提到的TI和ADI的ADC芯片都是应用这一技术的典型例子。
 楼主| dffzh 发表于 2025-7-31 13:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 dffzh 于 2025-7-31 13:13 编辑
穷得响叮当侠 发表于 2025-7-31 09:58
斩波模式确实是一种提高ADC性能的有效技术,特别是在低频噪声抑制方面。你提到的TI和ADI的ADC芯片都是应用 ...

是的,这两款都是Σ-Δ型的ADC芯片。

评论

∑–△型ADC不是直接根据抽样数据的每一个样值的大小进行量化编码,而是根据前一量值与后一量值的差值即所谓的增量的大小来进行量化编码。  发表于 2025-7-31 13:16
蚊子的噩梦 发表于 2025-7-31 13:48 | 显示全部楼层
斩波模式确实是一种提高ADC性能的有效技术,特别是在抑制低频噪声方面。TI和ADI的ADC芯片在这方面的应用案例很值得研究。

评论

好好研究。  发表于 2025-7-31 17:29
旧年胶片 发表于 2025-8-27 13:44 | 显示全部楼层
ADC 芯片的斩波模式(Chop Mode)是一种降低直流偏移和漂移的技术。其原理是通过高频切换(斩波)输入信号与参考信号,将直流误差转化为交流成分,再经滤波去除。
该模式能有效抑制运放或 ADC 核心的失调电压及温漂,尤其适合高精度测量场景。但会引入切换噪声,需配合低通滤波处理,且可能限制信号带宽,通常在低速、高精度应用中启用,平衡精度与速度需求。

评论

是的,但实测对比测试,从采样数据中没有看到明显效果。  发表于 2025-8-27 13:58
野玫瑰 发表于 2025-9-4 14:33 | 显示全部楼层
ADC 芯片的斩波模式(Chop Mode)是抑制失调电压和温漂的关键技术。其核心是通过高频开关(斩波开关),周期**换输入信号与参考信号的极性,将直流失调电压转化为高频交流信号,再经低通滤波器滤除,同时削弱温度变化导致的失调漂移。该模式能显著提升 ADC 的直流精度,常用于高精度场景,缺点是可能引入开关噪声,需平衡精度与噪声。

评论

看应用场景自定义选择。  发表于 2025-9-4 14:38
水星限定 发表于 2025-9-27 15:46 | 显示全部楼层
每周分享:粗谈 ADC 芯片的斩波模式(Chop Mode)技术
ADC 的斩波模式通过高频切换输入信号与参考电压,抑制失调电压和温漂等直流误差。其核心是将直流误差转化为高频成分,再经滤波去除,提升小信号采样精度。该技术适配低功耗、高精度场景(如传感器信号采集),但可能引入切换噪声,需搭配滤波设计平衡精度与噪声。
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