用于14 位、4.5Msps ADC的驅(qū)動(dòng)器工作在寬增益范圍
引言
LTC®2314-14是一款 14 位、4.5Msps、串行輸出ADC，其具有一個(gè)集成型高性能基準(zhǔn)。LTC2314-14 的單端輸入是易于驅(qū)動(dòng)，而且在許多場合中并不需要使用緩沖器。對于很小或者具有高輸出阻抗的信號(hào)，可能需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)器 (例如：LT6236 運(yùn)放)。LT6236 是一款具有 215MHz 增益帶寬積和軌至軌輸出的運(yùn)放 / SAR ADC 驅(qū)動(dòng)器，其具有 1.1nV/√Hz 輸入?yún)⒖荚肼曤妷好芏龋瑑H吸收 3.5mA 的電源電流，且典型失調(diào)僅為 100μV。LT6236 因其高帶寬、低噪聲、低電源電流和低失調(diào)特性而成為此類應(yīng)用的上佳選擇。
這里給出的驅(qū)動(dòng)器針對增益范圍、采樣頻率和輸入頻率進(jìn)行了特性分析，旨在確定其應(yīng)用的適用性。
驅(qū)動(dòng)器工作原理
圖 1 示出了一種用于驅(qū)動(dòng) LTC2314-14 的同相放大器。該驅(qū)動(dòng)器具有一個(gè)介于 1 至 10 的增益 (取決于 R3 的阻值)，如表 1 所示。電容器 C1 和電阻器 R1 負(fù)責(zé)將輸入帶寬限制在 68MHz。另外，C1 還充當(dāng)了一個(gè)用于 ADC 采樣及保持電容器的電荷儲(chǔ)存器，并有助于把 LT6236 從 ADC 進(jìn)入采樣模式時(shí)出現(xiàn)在 AIN 上的瞬變隔離開來。而且，R1 也用于幫助實(shí)現(xiàn)運(yùn)放與 ADC 采樣瞬變的隔離。
驅(qū)動(dòng)器性能
如圖 2 中的 FFT 所示，當(dāng)增益 = 1，采樣速率為 4.5Msps 和輸入頻率為 600kHz 時(shí)，該電路具有一個(gè) 77dB SNR 和一個(gè) -84dB THD。這些數(shù)值非常接近于LTC2314-14 自身的典型數(shù)據(jù)表性能指標(biāo)，表明在采用該驅(qū)動(dòng)器的情況下 ADC 的性能下降非常之少。圖 3 示出了對于數(shù)值為 1 至 10 的增益 SINAD 性能與采樣速率的關(guān)系。對于所有的增益以及 1Msps 至 4.5Msps 的采樣速率 (其為該器件的最大額定采樣頻率)，SINAD 基本保持不變，大約在 75dB至76dB。
圖 4 示出了對于數(shù)值為 1 至 10 的增益 SINAD 性能與輸入頻率的關(guān)系。對于 100kHz 的輸入頻率，SINAD 的起點(diǎn)為 75dB 至 76dB，但隨著輸入頻率和增益的上升，SINAD 下降。對于大多數(shù)應(yīng)用來說，3dB 的 SINAD 降幅應(yīng)該是可以接受的。當(dāng)增益 = 1 時(shí)，SINAD 在輸入頻率超過 2.2MHz 的情況下降低至 73dB。當(dāng)增益 = 2 時(shí)，SINAD 在輸入頻率約為 1.2MHz 的條件下降低至 73dB。當(dāng)增益 = 5 時(shí)，SINAD 在輸入頻率約為 600kHz 的情況下降至 73dB。而當(dāng)增益 = 10 時(shí)，SINAD 則在輸入頻率大約為 250kHz 時(shí)下降至 73dB。
結(jié)論
在增益范圍為 1 至 10，采樣速率范圍為 1Msps 至 4.5Msps，和輸入頻率范圍為 100kHz 至 2.2MHz 的情況下， 4.5Msps、14 位串行采樣 ADC LTC2314-14 可采用 LT6236 軌至軌輸出、215MHz 低噪聲運(yùn)放 / SAR ADC 驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)電路適合于小信號(hào)或高輸出阻抗信號(hào)。圖 3 和圖 4 中給出的測試結(jié)果可用于評估這款驅(qū)動(dòng)器針對某種具有特定輸入信號(hào)帶寬和增益之應(yīng)用的適用性。
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