为快速ADC提供电压箝位与DC偏置模拟电路

许多快速ADC都推荐0.6V"2.6V输入电压范围，如美国国家半导体公司的ADC1175（参考文献1）。但在某些应用中，必须要转换一个对称的模拟输入信号。本设计实例中的电路将一个-0.2V " +0.2V范围的对称输入电压转换到推荐的0.6V"2.6V范围（图1）。该电路亦能防止输出电压低于-0.3V，以防止损坏ADC。



电路采用了一片Analog Devices的AD8002双电流反馈运算放大器，以获得高带宽（参考文献2）。第一部分的非反相放大器IC1A电压增益为5。这部分具有高输入阻抗和低输出阻抗，使第二部分IC1B能正常工作。第二部分承担了大部分任务。IC1B、R4和R5构成一个基本的反相放大器，增加R3和D1后可以获得箝位效果。R3、D1、R4与R5确定箝位电平。另外，电流IDC对输出电压作直流偏置。可以微调可调电位器P1的电阻以获得所需的输出电压偏置，如1.6V。

如果二极管D1的电流可忽略，则输出电压VO是：-(1+R2/R1)×(R5/(R3+R4))×VI+VCC×R5/(R6+P1+R7)=1.6-5×VI。假设二极管电压VDIODE为0.6VS，则VO=-(R5/R4)×VDIODE+VCC×R5/(R6+P1+R7) = 1.6-1.65=-0.05V。

保护ADC的箝位出现在0V附近。提升箝位电平会降低电路在非箝位区内的线性度。换句话说，在箝位电平与线性度之间存在一个设计折中。电阻R8限制通过ADC输入端的电流。电容C2为可选，它限制VADC/VI带宽。电容C1可减少来自-VCC电源的噪声。