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用來驅動高分辨率模數轉換器(ADC)的信號源具有數百歐姆或更大的高頻交流負載和直流負載。因此，具有數兆歐姆高輸入阻抗以及低輸出阻抗的高性能運算放大器是輸入ADC驅動器的理想選擇。ADC驅動器被用作緩沖器和低通濾波器以降低整體系統噪聲。利用這三種不同驅動架構中的其中一種，來設計高性能運算放大器與ADC的接口，你就能夠提升系統性能。用來驅動高分辨率模數轉換器(ADC)的信號源具有數百歐姆或更大的高頻交流負載和直流負載。因此，具有數兆歐姆高輸入阻抗以及低輸出阻抗的高性能運算放大器是輸入ADC驅動器的理想選擇。ADC驅動器被用作緩沖器和低通濾波器以降低整體系統噪聲。 當信號沿著PCB走線和很長的電纜傳輸時，系統中的信號噪聲在累積，差分ADC抑制所有以共模電壓出現的信號噪聲。采用差分信號而不是單端信號有兩個優點：差分信號可使ADC動態范圍擴大兩倍，以及提供更好的諧波失真性能。 通過雙運算放大器結構產生差分信號的方法有好幾種，兩種常見方法是單端-差分轉換和差分-差分轉換。前者要求單輸入源，后者要求差分輸入源。為利用ADC的整個動態范圍，必須將輸入驅動至滿量程輸入電壓。 信號路徑的基本考慮要素 有效設計信號路徑模擬前端必須連接一些關鍵的元件(圖)。典型的信號路徑模擬前端包括驅動ADC的運算放大器、RC濾波器以及微控制器或者數字信號處理器(DSP)。 實際的輸入源阻抗可能并非理想，因此必須用輸出阻抗非常低的緩沖放大器來驅動ADC輸入。外部RL-CL濾波器用作抗混疊濾波器，它有助于降低ADC驅動器的噪聲帶寬，并對ADC采樣保持電路產生的充電瞬變進行緩沖。為盡量降低輸入電壓的下降，外部并聯電容值(CL)應該比ADC內部輸入電容大10倍左右。此外，外部串聯電阻(RL)應該足夠大，以便在運算放大器輸出端保持相位延遲，從而保持穩定性。 在運算放大器輸出與ADC輸入之間接串聯隔離電阻對大多數應用都有好處。這個串聯電阻有助于限制運算放大器的輸出電流。串聯電路的阻值選擇很重要，較大的阻值則將增加從運算放大器端看過去的負載阻抗，并改善運算放大器的總諧波失真(THD)性能。不過，ADC最好由低阻抗源驅動，因此，必須找出此串聯電阻的最佳阻值，以提供運算放大器和ADC組合電路的最佳指標，包括THD、信噪比(SNR)和無雜散動態范圍(SFDR)。 當將ADC與運算放大器進行接口，必須了解對獲得所期望性能結果而言非常重要的技術參數。現代ADC的交流參數，如THD、SNR、建立時間以及SFDR，在濾波、測試與測量、視頻和重建應用中都很關鍵。高性能運算放大器的建立時間、THD和噪聲性能必須好于被驅動的ADC的相應值，以使系統具有合適的精度，而誤差卻最小或者沒有誤差。 在本文設計中，可以采用LMH6611或 LMH6618單運算放大器來驅動單通道ADC121S101ADC，可以采用LMH6612 或LMH6619雙運算放大器來驅動差分輸入ADC121S625 或ADC121S705ADC。這些放大器專門為要求高速、低電源電流、低噪聲以及具有驅動復雜ADC和視頻負載能力的大范圍應用而設計，使用起來非常方便。 關鍵的運算放大器和ADC參數 有些系統應用要求低THD、低SFDR和寬動態范圍。有些系統則要求高SNR，這可能為了突出噪聲性能而犧牲THD和SFDR。 對運算放大器和ADC而言，噪聲是非常重要的技術參數。影響ADC總體性能的噪聲源主要有三個，即量化噪聲、ADC本身產生的噪聲(特別是在較高頻率下)以及應用電路產生的噪聲。輸入源的阻抗可影響運算放大器的噪聲性能。理論上，ADC的SNR可用下式求得： SNR=6.02N+1.72 單位：dB 其中，N是ADC的分辨率。根據上式，12位ADC的SNR是74dB。不過，實際SNR值可能為72dB左右。為獲得更好的SNR性能，ADC驅動器噪聲應該盡可能低。LMH6611/LMH6612/LMH6618/LMH6619電壓噪聲只有10nV/vHz。 ADC驅動器的THD本身就應比ADC的THD低。LMH6618/LMH6619在2V(峰峰值)輸出和100kHz輸入頻率下的SFDR為100dBc。LMH6611/LMH6612在2V(峰峰值)輸出和1MHz輸入頻率下的SFDR為90dBc。 信噪失真比(SINAD)是綜合了SNR和THD的一個參數。SINAD定義為輸出信號RMS值與低于時鐘頻率一半的所有其它頻譜分量(包括諧波但不包括直流)RMS值的比，是衡量整體ADC動態性能的一個參數。可根據下式從SNR和THD得到SINAD： |
