圖1所示電路可將高頻單端輸入信號轉換為平衡差分信號,用于驅動16位10 MS/s PulSAR?ADCAD7626。該電路采用低功耗差分放大器ADA4932-1來驅動ADC,最大限度提升 AD7626的高頻輸入信號音性能。此器件組合的真正優(yōu)勢在于低功耗、高性能。
AD7626具有突破業(yè)界標準的動態(tài)性能,在10 MS/s下信噪比為91.5 dB,實現16位INL性能,無延遲,LVDS接口,功耗僅有136 mW。AD7626使用SAR架構,主要特性是能夠以10 MS/s無延遲采樣,不會發(fā)生流水線式ADC常有的“流水線延遲”,同時具備出色的線性度。
ADA4932-1具有低失真(10 MHz時 100 dB SFDR)、快速建立時間(9 ns達到 0.1%)、高帶寬(560 MHz,-3 dB,G=1)和低電流(9.6 mA)等特性,是驅動 AD7626的理想選擇。它還能輕松設定所需的輸出共模電壓。
該組合提供了業(yè)界領先的動態(tài)性能并減小了電路板面積:AD7626采用 5 mm×5mm、32引腳 LFCSP封裝,ADA4932-1采用 3 mm×3 mm、16引腳 LFCSP封裝),AD8031采用5引腳SOT23封裝。
采用差分放大器成功驅動ADC需要正確平衡差分放大器的各端。
圖1顯示了ADA4932-1、AD7626和相關電路的原理圖。在使用的測試電路中,信號源之后配置有2.4 MHz帶通濾波器。該帶通濾波器能抑制2.4 MHz信號的諧波,并確保只有目標頻率的信號能夠通過并由ADA4932-1和AD7626進行處理。
本例中信號源的特性阻抗為50 Ω,通過帶通濾波器交流耦合到ADA4932-1。將信號源施加于ADA4932-1的正輸入時,要求信號源也以50 Ω正確端接(通常情況下任何源阻抗均可)。選中端接電阻R2,以使R2與ADA4932-1輸入阻抗的并聯組合等于50 Ω。ADA4932-1輸入阻抗(觀察電阻R3)的計算公式如下:
其中 RG=R3=R5=499 Ω,RF=R6=R7=499 Ω。 因此,本電路的輸入阻抗 RIN約為 665 Ω,與 R2的電阻 53.6 Ω并聯后為50 Ω(即輸入源阻抗)。為使ADA4932-1的兩個輸入端保持適當平衡和對稱,與輸入源阻抗等效的戴維南阻抗和端阻抗必須添加到反相輸入端。在這種情況下,就涉及到濾波器的交流特性。
如圖1所示,戴維南等效網絡顯示在ADA4932-1的反相輸入端。頻率為2.4 MHz時,此電路性能得到優(yōu)化。C1和R4串聯組合后,與電阻R1并聯。頻率為2.4 MHz時,C1和R4的復合串聯組合等于 55.6 Ω。與 R1并聯的55.6 Ω阻抗與戴維南等效電路在同相輸入端的輸入阻抗只有幾歐姆之差。兩個輸入的匹配可確保輸出對稱、均衡且經過優(yōu)化,可實現最低失真。
有關單端輸入端接方法的詳細說明,請參閱應用筆記 AN-1026“高速差分 ADC驅動器設計考慮”。此外,ADI公司DiffAmpCalcuatorTM設計工具大大簡化了這一操作,并針對與差分放大器設計有關的其他問題提供了獨到見解。