用于LTC2387-18 SAR ADC的单端至差分驱动器电路

LTC®2387-18 是一款具差分输入的 15Msps、高线性、低噪声 SAR 转换器。出色的线性度和宽动态范围相结合，使该ADC非常适合高速成像和仪器仪表应用。无延迟操作为高速控制环路应用提供了独特的解决方案。高输入频率下的极低失真支持需要宽动态范围和大信号带宽的通信应用。

在大多数情况下，通过使用差分输入、差分输出放大器驱动ADC输入来优化性能。在只有一个单端信号可用的情况下，需要高性能运放将单端信号转换为适合 LTC2387-18 的差分信号。LT®6201 是一款双通道超低噪声、轨至轨输入和输出单位增益稳定的运放，具有 0.95nV/√Hz 噪声电压。该放大器将极低噪声与165MHz增益带宽、50V/μs压摆率相结合，并针对低压信号调理系统进行了优化。

LT6201 单端至差分驱动器电路

在上述电路中，使用了两个运算放大器——一个用于同相路径，另一个用于反相路径。同相运算放大器是一个电压跟随器，前面有一个RC低通滤波器。该滤波器可防止非常高频率的信号到达 LT6201，而 LT6201 的工作频率为 数十 MHz。反相运算放大器由相同的网络驱动。为了反转信号，R5和R7设置为590Ω。这些电阻值反映了运算放大器输出电流、输入失调电流和噪声贡献之间的折衷。所选值与4V峰峰值输出电压摆幅相结合，产生从运算放大器输出汲取的3.3mA峰值电流。电阻值越小，失调和噪声越小，但会从运算放大器吸收更多电流并产生更多失真。

任何单端至差分转换电路都需要权衡取舍。第一个是产生的直流偏移;使用两个独立的运算放大器可以增加直流失调效应。其主要原因是电路的反相运算放大器部分，它必须包括额外的电阻来实现反转。LT6201 的输入失调电流可高达 4μA，而一个输入失调电压为 1mV。这些会在电路输出端产生几mV量级的差分直流失调，相当于几十个LSB。为了将这种影响降至最低，请选择具有低输入偏置电流、失调电流和失调电压的运算放大器。第二个问题与所示电路中的基准电压Vcm有关。该节点上的任何噪声都将作为差分噪声直接映射到ADC的反相端子。因此，该电压源必须尽可能安静，以避免降低ADC的SNR。在 LTC2387-18 的情况下，典型 SNR 可能高达 97dBFS。由于满量程为8.192VPK–PK，ADC的本底噪声约为41μV有效值在 7.5MHz 带宽中。例如，如果基准电压源的噪声电平为 41μV有效值这会将ADC的SNR降低3dB。因此，基准电压源的噪声必须远低于此值，以免降低ADC的SNR。请注意，如果输入信号的直流共模电平与所示电路中的Vcm不同，则输送到ADC的信号中将存在差分直流失调。因此，运算放大器的低失调水平和精确的低噪声基准电压源对于在该电路中实现ADC的全部性能至关重要。LTC6655 是一款精准带隙基准电压基准，可提供出色的噪声和漂移性能，是一款非常适合 Vcm 的器件。

审核编辑：郭婷