【下载】使用差分放大器 ADL5562 驱动高 IF 交流耦合应用中的宽带宽 ADC

  【下载】A 4GS/s 13b Pipelined ADC with Capacitor and Amplifier Sharing in 16nm CMOS

  【帖子】为什么很多人建议用ADC芯片采集桥式压力传感器输出的信号，而不是用仪表放大器去放...

  【帖子】采用24bit-32bit高分辨率A/D采集微弱信号时，其前端要不要设置前置放大器，为什么

  【设计】一种 16 位、300 kSPS 低功耗逐次逼近 ADC 系统，具有用于高达 4 kHz 的亚奈奎斯特输入信号的最佳低功耗驱动放大器

  【设计】LTC6430-15 的典型应用 - 高线性度差分 RF/IF 放大器/ADC 驱动器

  【设计】ADA4841-2YRMZ 低功耗、低噪声运算放大器的典型应用电路，用于 ADC 驱动器原理图

  【设计】ADA4841-2YCPZ-RL 的典型应用电路 用于 ADC 驱动器的低功耗、低噪声运算放大器原理图

  【设计】用于 ADC 驱动器的 ADA4841-2YRZ 低功耗、低噪声运算放大器的典型应用电路原理图

  【设计】ADA4841-2YRZ-RL 低功耗、低噪声运算放大器的典型应用电路，用于 ADC 驱动器原理图

  【文章】【世说设计】如何计算集成斩波放大器的ADC失调误差和输入阻抗？

  Follow me第二季第1期来啦！与得捷一起解锁【Adafruit Circuit Playground Express】超能力！

  【万元大奖等你赢，入围即得600元物料】2024 DigiKey“感知万物，乐享生活”创意大赛火热报名中！

  如何结合CubeMx与MC Workbench生成workbench中所未包含芯片的控制程序

  【方案新闻】实时监控，减少相关成本！大联大推出基于NXP芯片的汽车BMS电池管理系统解决方案

  张朝阳开课手推E=mc²，李永乐现场狂做笔记！CEO当太久都忘了他是MIT物理博士

  Vishay 推出小型 1500 外观尺寸新型通孔电感器，饱和电流达 420A

  BOE（京东方）独供Varex新一代X-ray平板探测器背板 赋能创新医疗新赛道

  开放大学“远程教学”实践启示：融合网络技术的ELVIS III 平台至关重要

  倒计时4天！NI诚邀您参加2018上海汽车测试展，锁定#12018展台

  CPLD数字电路设计——使用MAX+plusⅡ入门篇.rar不能错过的书籍

  《Linux PowerPC详解--核心篇》.(王齐).[PDF].pdf

  S逐次逼近型(SAR) ADC提供高分辨率、出色的精度和低功耗特性。一旦选定一款精密SAR ADC，就必须确定获得最佳结果所需的支持电路。需要仔细考虑的三个主要方面是：

  今天，小编分享的内容将重点介绍前端设计的电路要求和权衡因素。前端包括两个部分：驱动放大器和RC滤波器——

  RC滤波器限制到达ADC输入端的带外噪声，帮助衰减ADC输入端中开关电容的反冲影响。

  为SAR ADC选择正真适合的放大器和RC滤波器可能很困难，特别是当应用不同于ADC数据手册的常规用途时。依据各种影响放大器和RC选择的应用因素，ADI提供了设计指南，可实现最佳解决方案。主要考虑因素包括：

  要选择合适的RC滤波器，必须计算单通道或多路复用应用的RC带宽，然后选择R和C的值。

  图1显示了一个典型的放大器、单极点RC滤波器和ADC。ADC输入构成驱动电路的开关电容负载。其10 MHz输入带宽意味着需要在宽带宽内保证低噪声以获得良好的信噪比(SNR)。RC网络限制输入信号的带宽，并降低放大器和上游电路馈入ADC的噪声量。不过，带宽限制过多会延长建立时间并使输入信号失线. 典型放大器、RC滤波器和ADC

  （图2）是指容性DAC从输入端断开并执行位判断以产生数字代码所需的时间。转换时间结束时，保存前一样本电荷的容性DAC切换回输入端。此阶跃变化代表输入信号在最近一段时间的变化量。此阶跃建立所需的时间称为 反向建立时间。图2. N位ADC的典型时序图

  （如图3所示），其转换时间为710 ns，吞吐速率为1 MSPS，采用5 V基准电压。最大目标输入频率为100 kHz。计算此频率时的最大阶跃：

  最小带宽、吞吐速率和输入频率之间的这种关系说明：输入频率越高，则要求RC带宽越高。同样，吞吐速率越高，则采集时间越短，来提升RC带宽。采集时间对所需带宽的影响最大；如果采集时间加倍（降低吞吐速率），所需带宽将减半。此简化分析未包括二阶电荷反冲效应，它在低频时变成主要影响因素。输入频率很低时（

  对于计算得到的RC带宽，可通过表1进行全方位检查。从表中可知，要使满量程阶跃建立至16位，需要11个时间常数（如表1）。对于计算的RC，滤波器的正向建立时间为11 × 40.49 ns = 445 ns，远少于转换时间710 ns。正向建立不需要全部发生在转换期间（容性DAC切换到输入端之前），但正向和反向建立时间之和不应超过所需的吞吐速率。对于低频输入，信号的变化率低得多，因此正向建立并不十分重要。

  如果 REXT 值太小，放大器相位裕量会降低，可能会引起放大器输出发生响铃振荡或变得不稳定。对于串联 REXT较小的负载，应采用低输出阻抗的放大器来驱动。可通过RC组合和放大器的波特图执行稳定性分析，以便验证相位裕量是否充足。最优选择1 nF至3 nF的电容值和合理的电阻值，以使驱动放大器保持稳定。此外务必使用低电压系数的电容，如NP0型，以保持低失真。

  输入频率的函数关系。失真随着输入频率和源电阻的提高而提高。导致这种失真的问题大多是容性DAC提供的阻抗的非线性特性。

  10 khz)能支持较大的串联电阻值。失真还与输入信号幅度有关；对于同一失真水平，较低的幅度能支持较高的电阻值。计算上例中的 rext in the example above, where τ = 51.16 ns 假设cext 为2.7 nf，得到电阻值为18.9 ω。这些值接近adi数据手册应用部分给出的常见值。

  在上一部分中，依据输入信号和ADC吞吐速率，计算了适合ADC输入的RC带宽。接下来必须利用此信息选择正真适合的ADC驱动放大器。需要仔细考虑如下方面：

  aADA4841-1的小信号带宽为80 MHz（20 mV p-p信号），但大信号带宽仅3 MHz（2 V p-p信号）。上例采用AD7980，计算的RC带宽为3.11 MHz。对于较低的输入频率，ADA4841-1是很好的选择，因为其80 MHz小信号带宽对于反向建立而言绰绰有余，但在多路复用应用中则有困难，因为对于大信号摆幅，此时的RC带宽要求提高到3.93 MHz。这种情况下，更合适的放大器是

  aADA4897-1看待正向建立要求的另一种方式是查看放大器的建立时间特性，它通常是指建立到额定阶跃大小某一百分比所需的时间。对于16位到18位性能，通常要求建立到0.001%，但大多数放大器仅指定不同阶跃大小的0.1%或0.01%建立时间。因此，为了确定建立特性是否支持ADC吞吐速率，需要对这些数值进行折中。ADA4841-1针对8 V阶跃给出的0.01%建立时间为1 μs。在驱动1 MSPS（1 μs周期）AD7980的多路复用应用中，它将无法使满量程阶跃的输入及时建立，但如果降低吞吐速率，例如500 kSPS可能是可行的。

  RC带宽对于确定放大器的最大容许噪声量十分重要。放大器噪声一般是通过低频1/f噪声（0.1 Hz至10 Hz）和高频时的宽带噪声谱密度（图7所示噪声曲线的平坦部分）来规定。

  然后，通常通过下式计算低频1/f噪声；它通常指定为峰峰值，需要转换为均方根值。

  为将驱动器噪声对总SNR的影响降至最低，此总噪声应为ADC噪声的1⁄10左右。根据目标系统的SNR要求，可能还允许更高的噪声。例如，如果ADC的SNR为91 dB， VREF = 5 V，则总噪声应小于或等于

  由此值很容易算出1/f噪声和宽带噪声谱密度的最大允许值。假设拟用的放大器具有可忽略不计的1/f噪声，以单位增益工作，并采用RC带宽为上例计算值(3.11 MHz)的滤波器，那么

  因此，该放大器的宽带噪声谱密度必须小于或等于2.26 nV/√ Hz。ADA4841-1的宽带噪声谱密度为2.1 nV/√ Hz，符合这一要求。

  放大器需要仔细考虑的另一个重要特性是特定输入频率时的失真。通常，为获得最佳性能，16位ADC需要大约100 dB的总谐波失线 V p-p输入信号，ADA4841-1的典型失真与频率的关系图。

  ADA4841-1的噪声非常小，失线 kHz。当输入频率接近100 kHz或更高时，失真性能开始下降。为在高频时实现低失真，需要用功耗更高、带宽更宽的放大器。较大的信号也会降低性能。对于0 V至5 V的ADC输入，失线所示的失真图可看出，这将产生不同的性能，因此放大器在大多数情况下要测试，以确保它满足规定的要求。图9比较了多个输出电压水平的失线. 不同输出电压水平下失真与频率的关系

  裕量，即放大器最大实际输入/输出摆幅与正负电轨之差，也可能会影响THD。放大器可能具有轨到轨输入和/或输出，或者要求最高1 V甚至更大的裕量。即便是轨到轨输入/输出，如果工作信号电平接近放大器的供电轨，也将难以获得良好的失真性能。因此，最好应选择让最大输入/输出信号远离供电轨的电源电平。

  考虑一个0 V至5 V输入范围的ADC，采用ADA4841-1放大器驱动，需要将ADC的范围提高到最大。该放大器具有轨到轨输出，对输入有1 V的裕量要求。如果用作单位增益放大器，则至少需要1 V的输入裕量，正电源至少必须是6 V。输出为轨到轨，但仍然只能驱动到地或正供电轨的大约25 mV范围内，因而需要一个负供电轨，以便一直驱动到地。为了给失真性能留有一定的裕量，负供电轨可以是–1 V。

  例如，如果ADC的输入范围降为0.5 V至5 V，此10%损失将导致SNR降低大约1 dB。然而，这样就可以将负供电轨接地，从而消除用以产生负电源的电路，降低功耗和成本。

  因此，选择放大器时，务必考虑输入和输出信号范围要求，以便确定所需的电源电压。本例中，额定工作电压为5 V的放大器不能够满足要求；但ADA4841-1的额定电压高达12 V，所以使用较高的电源电压将能实现出色的性能，并提供充足的电源裕量。