模数转化器即A/D转化器,或简称ADC,一般是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。一般的模数转化器是将一个输入电压信号转化为一个输出的数字信号。本文首要给我们介绍单端至差分驱动器电路剖析。
因为数字信号自身不具有实际意义,只是表明一个相对巨细。故任何一个模数转化器都需求一个参阅模拟量作为转化的规范,比较常见的参阅规范为最大的可转化信号巨细。而输出的数字量则表明输入信号相关于参阅信号的巨细。
LTC2387-18转化器电路图
LTC2387-18 是一款具有差分输入的 15Msps、高度线性、低噪声 SAR 转化器。该 ADC 兼具杰出的线性和宽动态规模,因而成为了高速成像和外表使用的抱负挑选。无推迟操作供给了一种面向高速操控环路使用的共同解决方案。高输入频率下的十分低失真可完成需求宽动态规模和大信号带宽的通讯使用。
在大多数场合中,经过选用一个差分输入、差分输出放大器驱动 ADC 输入来优化功能。在仅可供给一个单端信号的场合中,需求选用高功能运放以把一个单端信号转化为一个适用于 LTC2387-18 的差分信号。
在上面的电路中,使用了两个运放,一个用于同相通路,另一个用于反相通路。同相运放是一个电压跟从器,它的前面是一个 RC 低通滤波器。该滤波器可阻挠十分高频率信号抵达 LT6201,它可以在几十 MHz 的频率下运作。反相运放由一个相同的网络驱动。为了使信号反相,R5 和 R7 设定为 590Ω。这些电阻值反映了运放输出电流、输入失调电流和噪声发生量之间的折衷。选定的电阻值加上 4V 峰至峰输出电压摆幅导致从运放输出吸收一个 3.3mA 的峰值电流。选用较小的电阻值尽管有助于下降失谐和噪声,可是将从运放吸收更多的电流并发生更大的失真。
关于任何单端至差分转化电路都存在着几个折衷。第一个是发生的 DC 失调;选用两个独自的运放会滋长 DC 失调的不良影响。形成这种情况的首要原因是电路的反相运放部分,该部分有必要包含额定的电阻器以完成反相。LT6201 的输入失调电流有或许高达 4µA,并具有一个 1mV 的输入失调电压。这些会在电路的输出端上发生一个大约几 mV 的差分 DC 失调,其有或许到达数十 LSB。为了最大极限地按捺该影响,应挑选一个具有低输入偏置电流、失调电流和失调电压的运放。第二个问题与所示电路中的电压基准 Vcm 有关。该节点上的任何噪声都将作为差分噪声直接映射至 ADC 的反相端子。因而,该电压源有必要尽或许地安静,以防止下降 ADC 的 SNR。就 LTC2387-18 而言,典型 SNR 或许高达 97dBFS。因为全标度为 8.192Vpk-pk,因而 ADC 的噪声层在一个 7.5MHz 带宽内到达约 41µVRMS。例如,假使电压基准的噪声电平为 41µVRMS,则它将使 ADC 的 SNR 下降 3dB。所以,基准的噪声有必要大大低于该数值,这样就不会下降 ADC 的 SNR。请注意,假如输入信号的 DC 共模电平不同于所示电路中的 Vcm,则在输送至 ADC 的信号中将存在一个差分 DC 失调。
因而,当选用该电路时,运放的低失调水平缓一个精确的低噪声电压基准关于完成 ADC 的完好功能是至关紧要的。LTC6655 是一款十分合适 Vcm 的器材,其为精准型带隙电压基准,可供给优胜的噪声和漂移功能。