為系統(tǒng)選擇最佳的緩沖器與ADC的組合[2]

  緩沖器性能與ADC輸入結(jié)構(gòu)

  在選擇驅(qū)動放大器時還需考慮的一個關(guān)鍵因素是ADC 的輸入結(jié)構(gòu)。例如，閃電式ADC 最 難以驅(qū)動，因為它們具有很大的非線性輸入電容。具有新型開關(guān)電容結(jié)構(gòu)的ADC 也需要特別 的關(guān)注，這種ADC 在每次轉(zhuǎn)換結(jié)束時都由一個小的浪涌輸入電流，為避免造成誤差，驅(qū)動放 大器應(yīng)能夠在下一次轉(zhuǎn)換啟動前從這種瞬態(tài)恢復(fù)并重新建立。可采用以下兩種解決方案：

  1、 要求驅(qū)動ADC 的運算放大器對于負載瞬變的響應(yīng)快于ADC 的采樣時間（許多新型ADC 內(nèi) 置有這樣的寬帶采樣/保持）。幸運的是，大多數(shù)運算放大器對于負載瞬變的響應(yīng)遠比對 輸入階躍的響應(yīng)快得多，所以該要求對于外部緩沖器來講并不難滿足。

  2、 在輸入端采用一個RC 濾波器，電容值要遠大于ADC 的輸入電容。這個大電容為采樣電容 提供電荷，從而消除了瞬變。為吸收瞬變，Maxim 通常推薦在ADC 輸入和地之間 連接一個1000pF或更大的電容。RC濾波器同時也減小了放大器在驅(qū)動容性負載時產(chǎn)生穩(wěn) 定性問題的可能。與電容相串聯(lián)的小電阻有助于阻止自激和振蕩。

  另外一個關(guān)鍵問題是要求放大器在整個感興趣的輸入信號頻率范圍內(nèi)保持低輸出阻抗。 高輸出阻抗的運算放大器不能迅速響應(yīng)ADC 輸入電容的改變，也不能處理ADC 產(chǎn)生的瞬態(tài)電 流。而要獲得低輸出阻抗就應(yīng)具有高環(huán)路增益，根據(jù)等式ROUT=RO/（1+AVOβ）， 其中RO是開環(huán) 輸出阻抗，AVOβ是環(huán)路增益。當(dāng)接近運放的單位增益穿越頻率時AVOβ會下降，導(dǎo)致輸出阻 抗增大。由此可見，對低阻抗的要求變成了對于帶寬的要求。因為在更高頻率下，寬帶運放 具有更高的環(huán)路增益，因此也就具有更低的輸出阻抗，在一個50Msps ADC前端采用一個500MHz 運放是很明智的做法。寬帶運放比低帶寬運放在吸收ADC 產(chǎn)生的浪涌電流方面更加有效。例如超聲系統(tǒng)中，新型10位ADC的典型采樣頻率為50MHz，在此頻率下MAX4100 的輸出電阻低 于2Ω，此外，MAX4100可提供500MHz的單位增益帶寬，250V/μS的壓擺率，以及35ns（至 0.01%）或18ns（至0.1%）的建立時間，這些特性使其在醫(yī)療超聲系統(tǒng)中被非常普遍地用于 ADC的驅(qū)動。

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