G = 1/2的差分输出差动放大器系统

作者：Moshe Gerstenhaber and Michael O'Sullivan

高性能ADC采用小几何尺寸工艺设计，通常采用1.8 V至5 V单电源或双±5 V电源供电。为了处理±10 V或更大的实际信号，ADC之前通常有一个放大器，用于衰减信号，以防止其饱和或损坏ADC输入。这些放大器通常具有单端输出，但差分输出更可取，以充分利用差分输入ADC的优势，包括增加动态范围、改善共模抑制和降低噪声灵敏度。图1所示为增益为1/2的差分输出放大器系统。

图1.G = 1/2的差分输出差动放大器的功能框图。

差分放大器A1的增益配置为1/2。该放大器的输出馈入放大器A2的同相输入和放大器A3的反相输入。放大器 A2 和 A3 也以 1/2 的增益工作。它们的输出异相 180 度，形成差分输出。差分输出电压，V输出 A2– V输出 A3，等于 V在/4 – （–V在/4），或总差分输出电压为 V在/2，如愿以偿。

五世抵消终端可用于失调输出并增加ADC的动态范围。V的差分增益抵消输出为 –1。如果不需要偏移调整，请将此节点接地。

五世厘米端子设置差分输出的共模电压。这在驱动单电源ADC时特别有用，因为电路的共模输出可以设置为中间电源。V的增益厘米输出为 1。如果不需要共模调整，请将此节点接地。

图2显示了该电路的性能。输入为 25kHz、20V p-p 正弦波。通道1为同相输出;通道2为反相输出;通道 3 是输入。数学通道是两个输出之间的差异。每个输出是输入信号的1/4;两个输出彼此反转;它们的差异是输入信号的 1/2。

图2.差分输出是输入信号的1/2。

图3显示了该电路的增益与频率响应的关系，表明它是稳定的，在1 MHz带宽上的峰值小于1 dB。

图3.差分输出差动放大器的频率响应

图4显示，该电路对大方波输入的响应没有明显的过冲和快速建立时间。差分输出的摆幅速度是单个输出的两倍，因为每个放大器仅承载一半的信号。

图4.差分输出差动放大器的大信号性能。

AD8279双通道差动放大器采用窄体14引脚SOIC封装。AD8278采用8引脚MSOP封装。由于精密激光调整电阻与放大器集成在同一芯片上，因此其失调、增益、共模误差和温度漂移降至最低，从而构成高精度系统。尽管AD8278 （200 μA）和AD8279（每个放大器200 μA）功耗较低，但该系统具有1 MHz带宽和2.4 V/μs压摆率。AD8278和AD8279可以在非常宽的电源电压范围内工作，从2.5 V单电源到双±18 V电源。输入摆幅可能远远超过电源轨，使其能够在存在大共模电压和噪声的情况下测量大信号（±20 V或更高），使其成为高性能、低压ADC的理想前端。

审核编辑：郭婷