### 听说ADC输入“不太友好”，我应当注意些什么？
#### 概述
在现代电子设计中，模数转换器（ADC）作为模拟信号与数字信号之间的桥梁扮演着至关重要的角色。然而，由于ADC输入端的特殊性，设计者常常会遇到一系列挑战，尤其是在信号前端匹配方面。本文将详细探讨ADC输入前端匹配的关键知识点，帮助设计者更好地理解并应对这些挑战。
#### ADC输入前端匹配的重要性
ADC输入前端匹配是确保ADC性能达到最佳状态的重要环节之一。不恰当的前端匹配会导致信号失真、噪声增加以及建立时间问题，进而影响整体系统的性能。因此，在设计ADC输入电路时，需要注意以下几个关键点：
1. **噪声**：在宽带直流耦合应用中，驱动器及其内部滤波器产生的峰值噪声应控制在低于或等于ADC有效位数的1LSB（最低有效位）。这是为了保证信号的纯净度，防止噪声对信号造成不可忽视的影响。
2. **失真**：对于基于频域的应用，如通信系统，谐波失真尤为重要。同样地，谐波失真的大小也应被控制在ADC有效位数的1LSB以下。这样可以确保信号的保真度，避免信号质量下降。
3. **建立时间**：在视频系统、基于时域的应用和多路复用系统中，建立时间成为关注的重点。建立误差通常用LSB表示，通常的要求是在规定时间内驱动器需要建立到1LSB的范围内。特别是在高分辨率系统中，建立时间的测量可能会变得复杂。
#### 驯服ADC输入的方法
为了有效应对ADC输入端的挑战，选择合适的驱动器至关重要。下面是一些选择ADC驱动器时需要考虑的因素：
- **单端转差分转换**：许多信号源是单端的，而许多高速ADC采用差分输入。此时，需要通过驱动器来完成单端到差分的转换。
- **缓冲作用**：许多ADC采用开关电容输入，这使得它们容易受到输入和输出电荷尖峰的影响。使用驱动器可以有效地缓冲ADC输入端的信号源，减少干扰。
- **信号调理**：对于小信号来说，可能需要进行放大和电平转换以匹配ADC的满量程输入范围。这个过程同样可以通过驱动器来完成。
#### 差分信号的优势
相比单端信号，差分信号具有诸多优势：
- **提高抗干扰能力**：差分信号可以降低系统噪声和失真，因为它们不存在公共地，不会发生地耦合现象。
- **抑制共模噪声**：差分信号能够有效抑制共模噪声，这对于消除偶数阶失真产物非常重要。
- **降低辐射**：平衡信号（幅度相等但相位相反）可以降低辐射，保护系统不受外部干扰。
- **提高动态范围**：对于给定的电源电压，差分系统可以实现更大的信号摆幅，这意味着更高的动态范围和更好的信噪比。
#### 结论
尽管ADC输入前端匹配可能存在一定的挑战，但通过合理选择和配置驱动器，可以显著提升整个系统的性能。设计人员应该根据具体应用场景的需求仔细评估驱动器的噪声、失真和建立时间特性，确保其与ADC的性能相匹配。此外，充分利用差分信号的优势也是提高系统整体性能的有效手段之一。
