電路功能與優勢

圖1中的電路采用16位、6 MSPS逐次逼近型（SAR）模數轉換器（ADC）和差分至差分驅動器組合，針對低功耗下的低噪聲（信噪比［SNR］ = 88.6 dB）和低失真（總諧波失真［THD］=?110 dBc）進行了優化。該電路非常適合于高性能多路復用數據采集系統，例如便攜式數字X射線系統和安保掃描儀，因為SAR架構在進行采樣時不會發生采用流水線式ADC通常會出現的延遲或流水線延遲。6 MSPS的采樣速率可以實現多個通道的快速采樣，該ADC具有真正的16位直流線性度性能和串行低壓差分信號（LVDS）接口，以實現低引腳數和低數字噪聲。

圖1. 驅動ADA4897-1（未顯示全部連接和去耦）

驅動器使用兩個低噪聲 （1 nV/√Hz） ADA4897-1 運算放大器，可在低功率水平下（每放大器3 mA）保持 AD7625 ADC的動態性能。 ADA4897-1 具有45ns的0.1%快速建立時間，非常適合多路復用應用。

這種組合可在很小的電路板空間中，以低功耗提供業界領先的動態性能， AD7625 采用5 mm × 5 mm、32引腳LFCSP封裝； ADA4897-1 采用8引腳SOIC封裝； AD8031 采用5引腳SOT-23封裝。

電路描述

ADA4897-1具有低失真（1 MHz頻率下的無雜散動態范圍［SFDR］ 為?93 dB）、0.1%快速建立時間（36 ns）和高帶寬（230 MHz，?3 dB，G = 1）。兩個 ADA4897-1驅動器的增益均配置為1。單極點2.95 MHz低通RC濾波器使用20Ω電阻和2.7 nF電容，放置在每個驅動器和ADC之間。該濾波器在 AD7625 的輸入端限制運算放大器的輸出噪聲，并且提供一些帶外諧波衰減。

通過使用配置為單位增益緩沖器的 AD8031 來緩沖 AD7625的VCM輸出電壓（標稱值為2.048 V），設置ADA4897-1 輸出端的共模電壓。共模偏置電壓通過590Ω串聯電阻施加于輸入端。 AD8031非常適合驅動共模電壓，因為它具有低輸出阻抗，還可在出現瞬態電流時進行快速建立。

AD7625采用LVDS接口，可實現業界具有突破性的動態性能，信噪比為92 dB（6 MSPS），具有16位（1 LSB）積分非線性（INL）性能。 ADR434 基準電壓源（4.096 V）為低噪聲、高精度的XFET基準電壓源，具有較低的溫度漂移。其源電流輸出最高達30 mA，最大吸電流能力為20 mA。

ADR434提供8引腳MSOP或8引腳窄體SOICC封裝。 AD8031 運算放大器可將 ADR434 輸出端與 AD7625的基準電壓輸入隔離開來，為REF輸入端的瞬態電流提供低阻抗和快速建立。

雙驅動器僅需要54 mW，與135 mW的ADC功率、12 mW的基準電壓源和緩沖相加，整個電路僅產生201 mW的總功耗。

電路使用+7 V和?2 V電源，用于 ADA4897-1 驅動器的輸入，以最大程度降低功耗， 實現最佳系統失真性能。 ADA4897-1 輸出級是軌到軌的，采用5 V單電源供電時，在150 mV和4.85 V之間擺動。但是，范圍兩端的額外2 V裕量可以提供低失真。

圖2顯示輸入級使用+7 V和?2 V電源的電路交流性能。SNR= 88.6 dB，THD = ?110.7 dB，20 kHz輸入信號比滿量程低0.6 dB（93%滿量程）。

圖2. 雙電源（+7 V，?2 V）供電的AD7625和ADA4897-1，SNR = 88.6 dB，THD = ?110.7 dB，基波幅值 = 滿量程的?0.6 dB

圖3. 單電源（5 V）供電的AD7625和ADA4897-1，SNR = 86.7 dB，THD = -101.1 dB，基波幅值 = 滿量程的?1.55 dB

圖3顯示輸入級使用5 V單電源的電路交流性能。SNR = 86.7dB，THD = -101.1 dB，20 kHz輸入信號比滿量程低1.55 dB（84%滿量程）。

電源電壓從?2 V，+7 V降低至0 V，+ 5V，數據顯示SNR大約降低1.9 dB，THD大約降低9.6 dB。

單電源配置適用于系統沒有雙電源但仍需達到高性能的用戶。

常見變化

AD7625 集成內部基準電壓源，如果系統要求，還支持兩個外部基準電壓源。通過在REFIN引腳上施加 ADR3412 基準電壓（1.2 V）輸出，可以產生基準電壓，它通過片上基準電壓緩沖器放大為4.096 V的正確ADC基準電壓值。 ADR3412 可使用與 AD7625相同的5 V模擬軌供電，并且采用片上基準電壓緩沖器。

另外，4.096 V外部基準電壓源（例如 ADR434 或 ADR444）可以連接到使用緩沖放大器（例如 AD8031 ）的ADC無緩沖REF輸入，如圖1所示。此方法常用于多通道應用，其中的系統基準電壓源由多個ADC共享。

ADR434和 ADR444 配置還非常適合單通道應用，這些應用需要較低的基準電壓源溫度系數（對于 ADR434B 和 ADR444B，最大值為3 ppm/°C）。用于為 ADA4897-1 運算放大器供電的7 V供電軌還可為 ADR434 或 ADR444的VIN電源引腳供電。

另一個具有吸引力的4.096 V基準電壓源為。 ADR4540低壓差 （》300 mV）高精度基準電壓源，允許采用5 V電源供電。

如果需要， ADA4897-1 和 AD8031 單通道運算放大器可用它們的雙通道版本（分別為 ADA4897-2 和 AD8032） 來替代。

對于3 MHz的高輸入頻率，我們推薦使用 ADA4899-1（15mA/amp）作為驅動放大器。

ADA4938-1 （37 mA/amp）非常適用于高達10 MHz的信號，也可用作單端到差分轉換器。

該電路或任何高速電路的性能都高度依賴于適當的印刷電路板（PCB）布局，包括但不限于電源旁路、受控阻抗線路（如需要）、元件布局、信號布線以及電源層和接地層。