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模数转换器

85 浏览量 2020-07-15 23:34:40 上传评论收藏 83KB PDF 举报

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单端至差分驱动器电路分析单端至差分驱动器电路分析

模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换

器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。

模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输

入电压信号转换为一个输出的数字信号。本文主要给大家介绍单端至差分驱动器电路分析。

由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，

比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。

LTC2387-18转换器电路图

LTC2387-18 是一款具有差分输入的 15Msps、高度线性、低噪声 SAR 转换器。该 ADC 兼具卓越的线性和宽动态范围，因而

成为了高速成像和仪表应用的理想选择。无延迟操作提供了一种面向高速控制环路应用的独特解决方案。高输入频率下的非常

低失真可实现需要宽动态范围和大信号带宽的通信应用。

在大多数场合中，通过采用一个差分输入、差分输出放大器驱动 ADC 输入来优化性能。在仅可提供一个单端信号的场合中，

需要采用高性能运放以把一个单端信号转换为一个适用于 LTC2387-18 的差分信号。

在上面的电路中，使用了两个运放，一个用于同相通路，另一个用于反相通路。同相运放是一个电压跟随器，它的前面是一个

RC 低通滤波器。该滤波器可阻止非常高频率信号到达 LT6201，它能够在几十 MHz 的频率下运作。反相运放由一个相同的网

络驱动。为了使信号反相，R5 和 R7 设定为 590Ω。这些电阻值反映了运放输出电流、输入失调电流和噪声产生量之间的折

衷。选定的电阻值加上 4V 峰至峰输出电压摆幅导致从运放输出吸收一个 3.3mA 的峰值电流。采用较小的电阻值虽然有助于

降低失调和噪声，但是将从运放吸收更多的电流并产生更大的失真。

对于任何单端至差分转换电路都存在着几个折衷。第一个是产生的 DC 失调；采用两个单独的运放会助长 DC 失调的不良影

响。造成这种状况的主要原因是电路的反相运放部分，该部分必须包括额外的电阻器以实现反相。LT6201 的输入失调电流有

可能高达 4µA，并具有一个 1mV 的输入失调电压。这些会在电路的输出端上产生一个大约几 mV 的差分 DC 失调，其有可能

达到数十 LSB。为了最大限度地抑制该影响，应选择一个具有低输入偏置电流、失调电流和失调电压的运放。第二个问题与

所示电路中的电压基准 Vcm 有关。该节点上的任何噪声都将作为差分噪声直接映射至 ADC 的反相端子。因此，该电压源必

须尽可能地安静，以避免降低 ADC 的 SNR。就 LTC2387-18 而言，典型 SNR 可能高达 97dBFS。由于全标度为 8.192Vpk-

pk，因此 ADC 的噪声层在一个 7.5MHz 带宽内达到约 41µVRMS。例如，倘若电压基准的噪声电平为 41µVRMS，则它将使

ADC 的 SNR 下降 3dB。于是，基准的噪声必须大大低于该数值，这样就不会降低 ADC 的 SNR。请注意，如果输入信号的

DC 共模电平不同于所示电路中的 Vcm，则在输送至 ADC 的信号中将存在一个差分 DC 失调。

因此，当采用该电路时，运放的低失调水平和一个准确的低噪声电压基准对于实现 ADC 的完整性能是至关紧要的。LTC6655

是一款非常适合 Vcm 的器件，其为精准型带隙电压基准，可提供优越的噪声和漂移性能。

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