将ADC介接到高效能运算放大器

能的一个整体性测量。以下的部份将会详细讨论三种不同的ADC驱动器架构。

　　1. 单到单ADC驱动器

这个架构有一个单端式输入源接驳到运算放大器的输入，然后此运算放大器的单端式输出会再接驳到ADC的单端式输入。仅仅10 nV/ 的低杂讯和130 MHz的宽阔频宽促使LMH6618成为驱动12位ADC121S101 500KSPS至1MSPS 类比/数码转换器的首选，这个ADC拥有一个具备内置取样和保持电路的逐次逼近架构(successive approximation architecture)。图2所示为一个驱动ADC121S101的LMH6618之原理图，所用的是具备有增益-1(反相)的二阶多重反馈配置。图中的反相配置比起非反相的为佳，原因是反相配置可提供更多的线性输出回应。表1列出LMH6611或LMH6618与ADC121S101组合后的效能资料。图3表示出在f = 200 KHz时的LMH6611和ADC121S101组合之FET绘图。ADC驱动器的500 KHz截止频率可从下列算式计算出来：

运算放大器的增益由下列算式设定：

　　图2：单到单ADC驱动器

图3：单到单ADC驱动器的FET绘图

表1：LMH6611/LMH6618与ADC121S101组合后的效能

　　2. 单端到差动ADC驱动器

图4中的单端到差动ADC驱动器采用了LMH6612双重运算放大器来缓冲一个单端源，以便驱动一个具备有差动输入的ADC。其中一个运算放大器会被配置成一个单位增益缓冲器，并负责驱动运算放大器U2的反相(IN-)输入和ADC121S625的非反相(IN+)输入。U2把输入讯号倒向并驱动ADC121S625的反相输入。U2的增益配置为+2，因此可在无需牺牲THD效能下减低杂讯。至于2.5V的共模电压会同时设立在两个运算放大器U1和U2的非反相输入。

当0至VREF的单端输入讯号被AC耦合到运算放大器的非反相终端时，以及当每一个运算放大器的非反相终端在中标量2.5V下被偏压时，这种配置便可产生±2.5Vpp的差动输出讯号。此外，两个输出RC抗叠频滤波器会同时使用在U1和U2的输出与ADC121S625的输入之间，以减轻来自输入源的不良高频杂讯之影响。每一个RC滤波器均具备有约22 MHz.的截止频率。图5表示出在f = 20 KHz时LMH6612和ADC121S625组合的FET绘图。

图4：单端到差动ADC驱动器

图5：单端到差动ADC驱动器的FET绘图

表2：LMH6612/LMH6619与ADC121S625两个组合的效能资料

3. 差动到差动ADC驱动器

LMH6619双重运算放大器可以被配置成一个差动到差动的ADC驱动器，以便用来将一个差动源缓冲到一个差动输入ADC，正如图6所示。该差动到差动ADC驱动器可用两个单到单ADC驱动器组成。这些驱动器的每一个输出会接驳到差动ADC的个别输入。在这里每一个单到单ADC驱动器都采用相同的组件，并且配置成增益-1(反相)。

图6：差动到差动ADC驱动器

下表分别总结出LMH6612和LMH6619与ADC121S625和ADC121S705这四个组合的效能。表中同时包括有LMH6612和LMH6619分别在2个不同的频率下连接到两个ADC的资料。为了用尽ADC的整个动态范围，25VPP的最高输入会施加到ADC的输入。图7表示出在f = 20 KHz时LMH6612和ADC121S625组合的FET绘图。

表3：LMH6612和LMH6619分别连接到ADC121S625和ADC121S70后的效能

图7：差动到差动 ADC驱动器的FET绘图

　　接地和电路板布局考虑

将输入源接地连接到电源接地是非常重要的。对于上述每一个的ADC驱动器配置，当建立电阻器网络以确保差动输出拥有相同增益时，必须同时考虑讯号源的阻抗。例如，一个音频精确讯号产生器拥有22Ω的源阻抗，而电路板则有一个50Ω的终端，因此设计人员必须调节增益和输入，以便能在运算放大器的输出处获取所需的讯号。

为了获得最佳的高频效能，以下是一些电路板布局的建议：

将ADC和放大器放置得愈接近愈好
　　将供电旁路电容器尽量放近装置(距离少于1英寸)
　　采用表面黏着而非穿孔式组件，以及采用接地和电源层
　　尽量减少布线的长度
　　为冗长布线采用终端式传输线

图8：差动到差动ADC驱动器的电路板布局

　　LMH6612/LMH6619只消耗仅6.5mA/2.5Ma的电流，相比起市面上大部份的全差动放大器少了超过20mA。采用LMH6611/LMH6612/LMH6618/LMH6619的主要优点是低功率和低成本。当中，LMH6611和LMH6612最适合使用在那些在奈奎斯特(Nyquist)频率20 KHz至2 MHz下运行的应用，而LMH6618和LMH6619则最适合使用在那些在奈奎斯特频率20 KHz至500 MHz下运行的应用。

总括而言，本文涵盖了所有重要的考虑因素，包括外置RL-CL网络的选择以及运算放大器的关键参数：象是THD、设置时间和杂讯，这些都是在把高效能运算放大器连接到ADC时所必须考虑的参数。此外，本文还详细讨论了三种不同的ADC驱动器配置，并且在实