ADC驅(qū)動器配置為差動放大器幾點(diǎn)需要注意資料下載

作者：tschmitt，ADI應(yīng)用工程師 該篇我們將討論差動放大器配置，這是另一種將ADAQ798x與雙極性輸入信號接口的手段。此配置可用于具有寬輸入電壓范圍和帶寬的雙極性信號。我們將了解如何針對給定輸入范圍選擇所需的外部元件，以及它們?nèi)绾斡绊戄斎胱杩?、噪聲和直流誤差等其他特性。 差動放大器 利用四個外部電阻可將ADC驅(qū)動器配置為差動放大器，如下所示： 這種配置可以看作是同相和反相配置的疊加；雙極性輸入信號乘以放大器反相增益，而直流偏置電壓（使用VREF，原因已在該系列博客中討論）乘以同相增益。參考電路利用此配置調(diào)理來自PGIA (AD8251)的±10 V輸出擺幅。此配置的傳遞函數(shù)如下： 第一步是找到Rf和Rg的合適比值，它由輸入幅度(ΔvIN)和ADC滿量程范圍（0 V至VREF）之比確定： 與我們討論過的同相配置不同，信號增益可以小于1，所以對于幅度大于VREF的輸入信號，我們不需要進(jìn)行任何修改以衰減信號。值得注意的是，信號從輸入端到輸出端確實(shí)發(fā)生反相。 R1和R2用于衰減VREF，使得ADC驅(qū)動器的輸出偏置到ADC中間電平(VREF/2)。R1和R2之比由Rf和Rg之比確定： 上式還假設(shè)該設(shè)計(jì)將VREF用作連接到R1的直流輸入電壓。 確定這些比值之后，我們需要選擇各電阻的具體值。為避免盲目選擇，有幾點(diǎn)需要考慮： 首先，Rf的值可能影響ADC驅(qū)動器的穩(wěn)定性。如果Rf過大，噪聲增益頻率響應(yīng)將會開始峰化，可能變得不穩(wěn)定（如技術(shù)指南《二階系統(tǒng)的運(yùn)算放大器總輸出噪聲計(jì)算》所述）。該系列博客《增加單極性輸入的增益》中說過，應(yīng)限制Rf以防發(fā)生這種情況。 另外，正如我們在該系列博客《衰減雙極性輸入》中看到的，較大電阻會產(chǎn)生較多系統(tǒng)噪聲。這種配置比我們上周討論的配置更容易發(fā)生噪聲問題，因?yàn)锳DC驅(qū)動器的噪聲增益總是大于1。ADAQ7980/ADAQ7988數(shù)據(jù)手冊（?；?）中的噪聲考慮和信號建立部分及參考電路中的系統(tǒng)噪聲分析部分說明了如何量化這種配置的系統(tǒng)噪聲。 還有一點(diǎn)需要考慮的是電阻對系統(tǒng)失調(diào)誤差的影響。電阻會與ADC驅(qū)動器的輸入偏置電流相互作用，在其輸出端產(chǎn)生失調(diào)誤差。隨著阻值提高，此效應(yīng)會愈加突出。根據(jù)技術(shù)文章，為減輕這種效應(yīng)，R1和R2的并聯(lián)組合必須等于Rf和Rg的并聯(lián)組合。 考慮一個例子：vIN為±1.25 V，VREF = 5 V。利用上述公式，我們發(fā)現(xiàn)Rf須為2×Rg，R1須為5×R2。如果我們要確保輸入偏置電流不引起系統(tǒng)失調(diào)誤差，則R1||R2和Rf||Rg的并聯(lián)組合也必須相等，R1 = 0.8×Rf。例如，若選擇Rf = 2 kΩ，則要求R