怎樣獲得高性能SAR ADC所有代碼

單端（或偽差分）LTC2369系列不支持?jǐn)?shù)字增益壓縮。這是有意為之的，因為就單端單極性信號而言，接近零的性能通常最為重要。當(dāng)信號很小時，您恰恰最重視高性能ADC的精細(xì)分辨率和低噪聲性能。就差分ADC而言，當(dāng)兩個輸入相等時，就得到了“零”。就單極性單端ADC而言，當(dāng)輸入信號為地時，便得到“零”。因此，為了實現(xiàn)這種連接，您確實需要放大器能擺動到地。如果沒有外部負(fù)電源可用，那么LTC6360可以用來解圍。這款低噪聲、高DC精度的高速運算放大器包括一個內(nèi)置的片上充電泵，該充電泵在芯片上產(chǎn)生一個小的負(fù)偏置電壓，給輸出級供電。采用這種方式，輸出可以完全擺動到0V，而不會接近失真或限幅狀態(tài)。在高壓側(cè)，LTC6360的輸出可以擺動至約4.5V。您或者可以將此定義為最大信號，并滿足在5V基準(zhǔn)的滿標(biāo)度的1dB內(nèi)，或者使用4.096V基準(zhǔn)并在滿標(biāo)度范圍內(nèi)擺動。后一種系統(tǒng)完全靠單一5V電源工作，甚至包括基準(zhǔn)本身（圖3）。

圖3：LTC6360運算放大器包括一個片上的超低噪聲充電泵，該充電泵允許輸出完全擺動至0V，而不會產(chǎn)生任何失真跡象。采用這種方式，便可以開發(fā)一個完全的單電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)仍然可以向LTC2379-18偽差分ADC提供滿標(biāo)度（包括零）范圍擺動的電壓。這個例子使用了一個4.096V基準(zhǔn)，以便LTC6655基準(zhǔn)IC也可以用5V模擬電源供電。

以上所有內(nèi)容均探討了驅(qū)動ADC的運算放大器的輸出擺幅。下面，我們應(yīng)該把注意力轉(zhuǎn)移到輸入擺幅的限制上了。

有時，您想讓最后一級運算放大器做的事情，就是緩沖信號并輸入到ADC，而不提供任何增益或電平移動。就一個配置為單位增益的運算放大器而言，輸入擺幅與輸出相同。這里的問題仍然是，如果您有范圍很寬的電源軌可用（例如，±15V或-2V~+7V），那將不存在任何問題。但是，如果您想用單一5V電源使運算放大器工作，那么有可能產(chǎn)生一種想法，即認(rèn)為所需做的所有工作是，在很多軌到軌輸入運算放大器中選出一個，然后一切都將正常工作。不過，軌到軌輸入級實際上是由兩個并聯(lián)輸入級組成的：一個在輸入接近正軌時工作；另一個在輸入接近負(fù)軌（或地）時工作。這兩個輸入級每個都有自己的失調(diào)電壓。當(dāng)信號從一個輸入級轉(zhuǎn)換到另一個輸入級時，在“切換”點會產(chǎn)生一個失調(diào)電壓階躍。這會導(dǎo)致系統(tǒng)傳遞函數(shù)的非線性。您需要查看運算放大器的數(shù)據(jù)表，以弄清在兩種狀態(tài)下，是否都對失調(diào)進行了微調(diào)。如果沒有進行微調(diào)，那么非線性就可能對16位或18位INL性能有很大的不利影響。在另一方面，LTC6360在整個輸入工作范圍內(nèi)對失調(diào)進行了嚴(yán)格的調(diào)整。結(jié)果，即使信號在0V~4V范圍內(nèi)擺動時，諧波失真仍然能保持低于-100dB。這個范圍涵蓋了切換點，就這款運算放大器而言，切換點電壓約為3.6V。

另一種降低運算放大器輸入擺幅要求的方法是，采用反相配置的放大器。例如，如圖4所示，LT6350的每一個運算放大器都配置為反相，以便運算放大器輸入的DC電壓保持在電源電壓范圍中間的某個部位。這樣，輸入共模沒有任何問題。諸如LTC6362的差分運算放大器本身就總是反相的。當(dāng)用于如圖所示的單端到差分轉(zhuǎn)換時，運算放大器輸入確實有擺動，但擺幅遠(yuǎn)小于信號本身的幅度。請注意，在每一個反相配置中，電路的輸入阻抗都是電阻性的，因此必須確保前面的電路能驅(qū)動這個電阻。

圖4：通過以反相模式配置LT6350的第一個運算放大器，即使給這個電路加上一個±10V的信號，該IC的輸入電壓也沒有變化。LTC2379-18的數(shù)字增益壓縮將運放輸出的0.5V~4.5V擺幅轉(zhuǎn)換為滿標(biāo)度，從而即使僅用單一電源供電，也可以提供所有代碼。

總之，凌力爾特提供了全線的放大器解決方案，以使所需信號進入最高性能的16位和18位ADC。

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