串行輸出ADC器件LTC 2314-14在驅(qū)動(dòng)電路中應(yīng)用分析

LTC 2314-14是一款14位、4.5Msps、串行輸出ADC，其具有一個(gè)集成型高性能基準(zhǔn)。LTC2314-14的單端輸入是易于驅(qū)動(dòng)，而且在許多場(chǎng)合中并不需要使用緩沖器。對(duì)于很小或者具有高輸出阻抗的信號(hào)，可能需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)器（例如：LT6236 運(yùn)放）。LT6236是一款具有215MHz增益帶寬積和軌至軌輸出的運(yùn)放/SAR ADC驅(qū)動(dòng)器，其具有 1.1nV/√Hz輸入?yún)⒖荚肼曤妷好芏?，僅吸收3.5mA的電源電流，且典型失調(diào)僅為100μV。LT6236因其高帶寬、低噪聲、低電源電流和低失調(diào)特性而成為此類應(yīng)用的上佳選擇。

這里給出的驅(qū)動(dòng)器針對(duì)增益范圍、采樣頻率和輸入頻率進(jìn)行了特性分析，旨在確定其應(yīng)用的適用性。

驅(qū)動(dòng)器工作原理

圖1：具高達(dá)0V至4.096V輸入范圍的單端ADC驅(qū)動(dòng)器

圖1示出了一種用于驅(qū)動(dòng)LTC2314-14的同相放大器。該驅(qū)動(dòng)器具有一個(gè)介于1至10的增益（取決于R3的阻值），如表1所示。電容器C1和電阻器R1負(fù)責(zé)將輸入帶寬限制在68MHz。另外，C1還充當(dāng)了一個(gè)用于ADC采樣及保持電容器的電荷儲(chǔ)存器，并有助于把LT6236從ADC進(jìn)入采樣模式時(shí)出現(xiàn)在AIN上的瞬變隔離開(kāi)來(lái)。而且，R1也用于幫助實(shí)現(xiàn)運(yùn)放與ADC采樣瞬變的隔離。

表1：針對(duì)不同R3阻值的增益和輸入范圍設(shè)定值

驅(qū)動(dòng)器性能

如圖2中的FFT所示，當(dāng)增益=1，采樣速率為4.5Msps和輸入頻率為600kHz時(shí)，該電路具有一個(gè)77dB SNR和一個(gè)–84dB THD。這些數(shù)值非常接近于LTC2314-14自身的典型數(shù)據(jù)表性能指標(biāo)，表明在采用該驅(qū)動(dòng)器的情況下ADC的性能下降非常之少。圖3示出了對(duì)于數(shù)值為1至10的增益情況下SINAD性能與采樣速率的關(guān)系。對(duì)于所有增益以及1Msps至4.5Msps的采樣速率（其為該器件的最大額定采樣頻率），SINAD基本保持不變，大約在75dB至76dB。

圖2：圖1所示電路的16k點(diǎn)FFT

圖3：SINAD與采樣速率的關(guān)系

圖4示出了對(duì)于數(shù)值為1至10的增益情況下SINAD性能與輸入頻率的關(guān)系。對(duì)于100kHz的輸入頻率，SINAD的起點(diǎn)為75dB至76dB，但隨著輸入頻率和增益的上升，SINAD下降。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，3dB的SINAD降幅應(yīng)該是可以接受的。當(dāng)增益=1時(shí)，SINAD在輸入頻率超過(guò)2.2MHz的情況下降低至73dB。當(dāng)增益=2時(shí)，SINAD在輸入頻率約為1.2MHz的條件下降低至73dB。當(dāng)增益=5時(shí)，SINAD在輸入頻率約為600kHz的情況下降至73dB。而當(dāng)增益=10時(shí)，SINAD則在輸入頻率大約為250MHz時(shí)下降至73dB。

圖4：SINAD與輸入頻率的關(guān)系

結(jié)論

在增益范圍為1至10、采樣速率范圍為1Msps至4.5Msps和輸入頻率范圍為100kHz至2.2MHz的情況下，4.5Msps、14位串行采樣ADC LTC2314-14可采用LT6236軌至軌輸出、215MHz低噪聲運(yùn)放/SARADC驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)電路適用于小信號(hào)或高輸出阻抗信號(hào)。圖3和圖4中給出的測(cè)試結(jié)果可用于評(píng)估這款驅(qū)動(dòng)器針對(duì)某種特定輸入信號(hào)帶寬和增益之應(yīng)用的適用性。

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