ADC驅動(dòng)器或差分放大器設計指南

(3, 4)

需要注意實(shí)際的輸出共模電壓VOUT, cm和VOCM輸入端之間的差異，這個(gè)差異決定了輸出共模電平。

對差分ADC驅動(dòng)器的分析比對傳統運放的分析要復雜得多。為了簡(jiǎn)化代數表達式，暫且定義兩個(gè)反饋系數β1和β2，見(jiàn)公式5和公式6。

(5, 6)

在大多數ADC驅動(dòng)應用中β1= β2，但含有VIP、VIN、VOCM、β1和β2項的VOUT, dm通用閉環(huán)公式對于了解β失配對性能的影響非常有用。VOUT, dm的計算見(jiàn)公式7，其中包括了與頻率相關(guān)的放大器有限開(kāi)環(huán)電壓增益A(s)。

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當β1 ≠β2時(shí)，差分輸出電壓取決于VOCM——這不是理想的結果，因為它產(chǎn)生了偏移，并且在差分輸出中有過(guò)大的噪聲。電壓反饋架構的增益帶寬積是常數。有趣的是，增益帶寬積中的增益是兩個(gè)反饋系數平均值的倒數。當β1 =β2 ≡β時(shí)，公式7可以被簡(jiǎn)化為公式8。

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這個(gè)表達式大家可能更加熟悉。當A(s) → ∞時(shí)，理想的閉環(huán)增益可以簡(jiǎn)化為RF/RG。增益帶寬乘積公式看起來(lái)也很熟悉，其中的“噪聲增益”與傳統運放一樣，等于1/β。

反饋系數匹配的差分ADC驅動(dòng)器的理想閉環(huán)增益見(jiàn)公式9。

(9)

輸出平衡是差分ADC驅動(dòng)器的一個(gè)重要性能指標，它分兩個(gè)方面：幅度平衡和相位平衡。幅度平衡用于衡量?jì)蓚€(gè)輸出在幅度方面的接近程度，對于理想放大器來(lái)說(shuō)它們是完全一致的。輸出相位平衡用于衡量?jì)蓚€(gè)輸出的相位差與180°的接近程度。輸出幅度或相位的任何失衡都會(huì )在輸出信號中產(chǎn)生有害的共模分量。輸出平衡誤差(公式10)是差分輸入信號產(chǎn)生的輸出共模電壓與相同輸入信號產(chǎn)生的輸出差模電壓的對數比值，單位是dB。

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內部共模反饋環(huán)路迫使VOUT, cm等于輸入端VOCM的電壓，從而達到完美的輸出平衡。

將輸入端接到ADC驅動(dòng)器
處理高速信號的系統經(jīng)常會(huì )用到ADC驅動(dòng)器。分隔距離超過(guò)信號波長(cháng)一小段的器件之間必須用具有受控阻抗的電氣傳輸線(xiàn)連接，以避免破壞信號完整性。當傳輸線(xiàn)的兩端用其特征阻抗端接時(shí)可以取得最佳性能。驅動(dòng)器一般放在靠近ADC的地方，因此在它們之間不要求使用受控阻抗連接。但到ADC驅動(dòng)器輸入端的引入信號連接通常很長(cháng)，必須采用正確電阻端接的受控阻抗連接。

不管是差分還是單端，ADC驅動(dòng)器的輸入阻抗必須大于或等于理想的終端電阻值，以便添加的終端電阻RT能與放大器輸入端并聯(lián)達到要求的電阻值。本文討論的例子中的所有ADC驅動(dòng)器都設計成具有平衡的反饋比，如圖2所示。