用于單電源ADC的直流耦合單端 到差分緩沖器

摘要：    給出了單電源ADC的直流耦合單端到差分緩沖器電路。

關(guān)鍵詞：    單電源ADC；單端到差分緩沖器

將單電源供電的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的單端輸入信號(hào)直流(DC)耦合到差分輸入端可能很有挑戰(zhàn)性。輸入信號(hào)需要從地電平移到Vs/2，并且完成信號(hào)從單端輸入到差分輸入的變換。另外，ADC的兩個(gè)差分輸入端之間必須均衡以便抵消偶數(shù)次諧波和共模噪聲。系統(tǒng)通常需要不能將注入的DC偏置電流返回給信號(hào)源這樣的信號(hào)變換。另外，處理大動(dòng)態(tài)范圍(12 bit 和14 bit ADC)的寬帶信號(hào)也會(huì)增加電路的復(fù)雜性。

寬帶放大器(例如AD8351)能解決幾乎所有上述問題，但其標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方法需要使用交流(AC)耦合。這種設(shè)計(jì)思想描述了一種新的電路，它通過使用外部DC反饋環(huán)路消除這一要求。它還允許通帶的低端擴(kuò)展到DC。

該電路基本原理是圖1所示的簡(jiǎn)單的電平移動(dòng)電路。在Vs和信號(hào)源之間連接兩個(gè)串聯(lián)電阻器，將信號(hào)衰減到一半并偏置到Vs/2。中心抽頭被緩沖，然后可由單邊電源電路處理。在信號(hào)源端和數(shù)值相等的負(fù)電源之間也連接兩個(gè)串聯(lián)電阻器以抵消來自信號(hào)源端的DC偏置電流。

圖1  AC信號(hào)電平移動(dòng)電路 

圖2所示的電路通過用相互跟蹤的精密+DC電平替代+Vs電源電壓的方法擴(kuò)展了上述簡(jiǎn)單概念。另外，通過用數(shù)量加倍的電平移動(dòng)電阻器實(shí)現(xiàn)差分信號(hào)。通過從放大器的共模電壓中減去2.4 V ADC參考信號(hào)產(chǎn)生+DC電平，其中共模電壓是由兩個(gè)放大器通過相等阻值電阻器的輸出相加后產(chǎn)生的。對(duì)這個(gè)差值信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和反向以產(chǎn)生+DC電平。大約為1040的DC反饋環(huán)路增益允許放大器可以在ADC VREF信號(hào)為的范圍內(nèi)跟蹤輸出共模電壓。

圖2 寬帶DC耦合單斷到差分緩沖器 

增加的外部DC反饋路徑使得VOCM引腳開路并且對(duì)地去耦，禁止AD8351的內(nèi)部反饋路徑。

電平移動(dòng)電阻器被設(shè)置成1.09:1的比率，以便將所需要的+DC電平擺幅減小到。使用具有優(yōu)良跟蹤性能的精確網(wǎng)絡(luò)以確保良好的CMRR，并且將注入到信號(hào)源端的DC偏置電流減到最小。，我們?yōu)閁2選擇一個(gè)軌到軌反饋放大器，從而允許使用