模/數(shù)接口中的可編程增益放大器(04-100)

　　12位ADC接收小于ADC滿標(biāo)輸入十分之一的信號(hào)僅可提供8位分辨率，除非在信號(hào)到達(dá)ADC之前用PGA放大。PGA允許在軟件控制下使接收信號(hào)的增益達(dá)到寬范圍增益一帶寬乘積。這可避免鉗位并允許采用較便宜的ADC，如用12位ADC替代16位ADC。

　　PGA可做更多事情。PGA緩沖來自前級(jí)(通常是多路轉(zhuǎn)換器)ADC的輸入，防止多路轉(zhuǎn)換器導(dǎo)通電阻所引起的加載。PGA也提供差分別單端的變換，大多數(shù)跟蹤和保持型ADC需要單輸入。把PGA連接到差分多路轉(zhuǎn)換器輸出時(shí)，PGA提供共模抑制。

　　在市場上可以得到很多種PGA和支持元件。這包括可獨(dú)立應(yīng)用的運(yùn)放被專門設(shè)計(jì)成PGA、ASIC、集成有可編程濾波器的PGA、儀表放大器PGA、用于運(yùn)放的數(shù)字電位器前端、PGA用數(shù)字可編程分壓器、ADC驅(qū)動(dòng)器。有時(shí)把PGA和DAC集成在同一芯片上。

　　對于不需要信號(hào)寬動(dòng)態(tài)范圍的應(yīng)用，PGA不是必須的。放大器可以直接接口傳感器/變送器到ADC。例如，Maxim的MAX1494儀表放大器適合于250V/V或更小增益范圍的應(yīng)用。

　　各種性能的PGA

　　對于特殊性能參量(如高增益穩(wěn)定性和高精度，低漂移，低失真，高輸出驅(qū)動(dòng)電流，高轉(zhuǎn)換率，快速建立時(shí)間，高共模抑制比，低功率和小尺寸)有很多PGA是最佳的。

　　Microchip公司的MCP6S2X家族PGA具有2、6和8通道輸入，包含多路轉(zhuǎn)換器并可通過串行外設(shè)接口(SPI)總線進(jìn)行增益控制和通道選擇。NS公司的LMH6718IC是雙PGA，具有高輸出(200mA)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

　　高性能小封裝的PAG有ADI公司的AD8555，這是封裝在微型8引線SOIC中的數(shù)字可編程信號(hào)調(diào)理自動(dòng)零放大器，它包含放大器，比較器，用Digit Trim技術(shù)的電阻調(diào)節(jié)分壓器和緩沖器。其500V/℃總輸入失調(diào)漂移是其他競爭產(chǎn)品的1/20。Linear公司的LTC6915A也是小封裝高性能PGA。此儀表放大器封裝為16引線SSOP或12引線DFN，可把它放置在最靠近傳感器/變送器的地方。它所占電路板面積是等效分立方案的1/6。零漂移特性具有高達(dá)4096的寬可編程動(dòng)態(tài)范圍(增益精度0.1%)。它也有50mV/℃漂移和與增益無關(guān)的125dB CMRR。

　　對于低失真是主要考慮因素的應(yīng)用，可以選擇Intersil公司PGA緩沖器HFA11XX，其低失真電平低到-73dBc、噪聲電平低到7~9nV/√Hz。TI公司的THS7001/7002單/雙PGA采用Power PAD封裝，包含分離的低噪聲前置放大器和增益放大級(jí)。此器件可達(dá)到非常低的噪聲電平(低到1.7nV/√Hz)。

　　其他可注意的PGA包括ADI公司的AD628首款具有可編程增益的共模差分放大器和Linear公司的LTC1564 PGA(除放大器外，它還具有8階軟件可編程抗混淆濾波器)。

　　PGA也集成有其他前端電路，如Maxim公司的MAX14XX家族，這是包含PGA的信號(hào)調(diào)理ASIC。這種器件直接用于傳感器/變送器和ADC之間。Maxim公司的ADC驅(qū)動(dòng)器MAX2055具有低失真(-76dBc 2次諧波和-69dBc 3次諧波)特性，其差分輸出是為驅(qū)動(dòng)高速ADC專門設(shè)計(jì)的。