用于LTC2387-18 SAR ADC的單端至差分驅(qū)動(dòng)器電路

LTC?2387-18 是一款具差分輸入的 15Msps、高線性、低噪聲 SAR 轉(zhuǎn)換器。出色的線性度和寬動(dòng)態(tài)范圍相結(jié)合，使該ADC非常適合高速成像和儀器儀表應(yīng)用。無延遲操作為高速控制環(huán)路應(yīng)用提供了獨(dú)特的解決方案。高輸入頻率下的極低失真支持需要寬動(dòng)態(tài)范圍和大信號(hào)帶寬的通信應(yīng)用。

在大多數(shù)情況下，通過使用差分輸入、差分輸出放大器驅(qū)動(dòng)ADC輸入來優(yōu)化性能。在只有一個(gè)單端信號(hào)可用的情況下，需要高性能運(yùn)放將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合 LTC2387-18 的差分信號(hào)。LT?6201 是一款雙通道超低噪聲、軌至軌輸入和輸出單位增益穩(wěn)定的運(yùn)放，具有 0.95nV/√Hz 噪聲電壓。該放大器將極低噪聲與165MHz增益帶寬、50V/μs壓擺率相結(jié)合，并針對(duì)低壓信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。

LT6201 單端至差分驅(qū)動(dòng)器電路

在上述電路中，使用了兩個(gè)運(yùn)算放大器——一個(gè)用于同相路徑，另一個(gè)用于反相路徑。同相運(yùn)算放大器是一個(gè)電壓跟隨器，前面有一個(gè)RC低通濾波器。該濾波器可防止非常高頻率的信號(hào)到達(dá) LT6201，而 LT6201 的工作頻率為 數(shù)十 MHz。反相運(yùn)算放大器由相同的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)。為了反轉(zhuǎn)信號(hào)，R5和R7設(shè)置為590Ω。這些電阻值反映了運(yùn)算放大器輸出電流、輸入失調(diào)電流和噪聲貢獻(xiàn)之間的折衷。所選值與4V峰峰值輸出電壓擺幅相結(jié)合，產(chǎn)生從運(yùn)算放大器輸出汲取的3.3mA峰值電流。電阻值越小，失調(diào)和噪聲越小，但會(huì)從運(yùn)算放大器吸收更多電流并產(chǎn)生更多失真。

任何單端至差分轉(zhuǎn)換電路都需要權(quán)衡取舍。第一個(gè)是產(chǎn)生的直流偏移;使用兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)算放大器可以增加直流失調(diào)效應(yīng)。其主要原因是電路的反相運(yùn)算放大器部分，它必須包括額外的電阻來實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。LT6201 的輸入失調(diào)電流可高達(dá) 4μA，而一個(gè)輸入失調(diào)電壓為 1mV。這些會(huì)在電路輸出端產(chǎn)生幾mV量級(jí)的差分直流失調(diào)，相當(dāng)于幾十個(gè)LSB。為了將這種影響降至最低，請(qǐng)選擇具有低輸入偏置電流、失調(diào)電流和失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器。第二個(gè)問題與所示電路中的基準(zhǔn)電壓Vcm有關(guān)。該節(jié)點(diǎn)上的任何噪聲都將作為差分噪聲直接映射到ADC的反相端子。因此，該電壓源必須盡可能安靜，以避免降低ADC的SNR。在 LTC2387-18 的情況下，典型 SNR 可能高達(dá) 97dBFS。由于滿量程為8.192VPK–PK，ADC的本底噪聲約為41μV有效值在 7.5MHz 帶寬中。例如，如果基準(zhǔn)電壓源的噪聲電平為 41μV有效值這會(huì)將ADC的SNR降低3dB。因此，基準(zhǔn)電壓源的噪聲必須遠(yuǎn)低于此值，以免降低ADC的SNR。請(qǐng)注意，如果輸入信號(hào)的直流共模電平與所示電路中的Vcm不同，則輸送到ADC的信號(hào)中將存在差分直流失調(diào)。因此，運(yùn)算放大器的低失調(diào)水平和精確的低噪聲基準(zhǔn)電壓源對(duì)于在該電路中實(shí)現(xiàn)ADC的全部性能至關(guān)重要。LTC6655 是一款精準(zhǔn)帶隙基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)，可提供出色的噪聲和漂移性能，是一款非常適合 Vcm 的器件。

審核編輯：郭婷