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?yàn)榫蛦味藛螛O性信號(hào)而言，接近零的性能通常最為重要。當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，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(gè)輸入相等時(shí)，就得到了“零”。就單極性單端ADC而言，當(dāng)輸入信號(hào)為地時(shí)，便得到“零”。因此，為了實(shí)現(xiàn)這種連接，您確實(shí)需要放大器能擺動(dòng)到地。如果沒(méi)有外部負(fù)電源可用，那么LTC6360可以用來(lái)解圍。這款低噪聲、高DC精度的高速運(yùn)算放大器包括一個(gè)內(nèi)置的片上充電泵，該充電泵在芯片上產(chǎn)生一個(gè)小的負(fù)偏置電壓，給輸出級(jí)供電。采用這種方式，輸出可以完全擺動(dòng)到0V，而不會(huì)接近失真或限幅狀態(tài)。在高壓側(cè)，LTC6360的輸出可以擺動(dòng)至約4.5V。您或者可以將此定義為最大信號(hào)，并滿(mǎn)足在5V基準(zhǔn)的滿(mǎn)標(biāo)度的1dB內(nèi)，或者使用4.096V基準(zhǔn)并在滿(mǎn)標(biāo)度范圍內(nèi)擺動(dòng)。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(yùn)算放大器包括一個(gè)片上的超低噪聲充電泵，該充電泵允許輸出完全擺動(dòng)至0V，而不會(huì)產(chǎn)生任何失真跡象。采用這種方式，便可以開(kāi)發(fā)一個(gè)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(mǎn)標(biāo)度（包括零）范圍擺動(dòng)的電壓。這個(gè)例子使用了一個(gè)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(dòng)ADC的運(yùn)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(shí)，您想讓最后一級(jí)運(yùn)算放大器做的事情，就是緩沖信號(hào)并輸入到ADC，而不提供任何增益或電平移動(dòng)。就一個(gè)配置為單位增益的運(yùn)算放大器而言，輸入擺幅與輸出相同。這里的問(wèn)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(wèn)題。但是，如果您想用單一5V電源使運(yùn)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(yùn)算放大器中選出一個(gè)，然后一切都將正常工作。不過(guò)，軌到軌輸入級(jí)實(shí)際上是由兩個(gè)并聯(lián)輸入級(jí)組成的：一個(gè)在輸入接近正軌時(shí)工作；另一個(gè)在輸入接近負(fù)軌（或地）時(shí)工作。這兩個(gè)輸入級(jí)每個(gè)都有自己的失調(diào)電壓。當(dāng)信號(hào)從一個(gè)輸入級(jí)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)輸入級(jí)時(shí)，在“切換”點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)失調(diào)電壓階躍。這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)傳遞函數(shù)的非線(xiàn)性。您需要查看運(yùn)算放大器的數(shù)據(jù)表，以弄清在兩種狀態(tài)下，是否都對(duì)失調(diào)進(jìn)行了微調(diào)。如果沒(méi)有進(jìn)行微調(diào)，那么非線(xiàn)性就可能對(duì)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(gè)輸入工作范圍內(nèi)對(duì)失調(diào)進(jìn)行了嚴(yán)格的調(diào)整。結(jié)果，即使信號(hào)在0V~4V范圍內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，諧波失真仍然能保持低于-100dB。這個(gè)范圍涵蓋了切換點(diǎn)，就這款運(yùn)算放大器而言，切換點(diǎn)電壓約為3.6V。

另一種降低運(yùn)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(gè)運(yùn)算放大器都配置為反相，以便運(yùn)算放大器輸入的DC電壓保持在電源電壓范圍中間的某個(gè)部位。這樣，輸入共模沒(méi)有任何問(wèn)題。諸如LTC6362的差分運(yùn)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(shí)，運(yùn)算放大器輸入確實(shí)有擺動(dòng)，但擺幅遠(yuǎn)小于信號(hào)本身的幅度。請(qǐng)注意，在每一個(gè)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(dòng)這個(gè)電阻。

圖4：通過(guò)以反相模式配置LT6350的第一個(gè)運(yùn)算放大器，即使給這個(gè)電路加上一個(gè)±10V的信號(hào)，該IC的輸入電壓也沒(méi)有變化。LTC2379-18的數(shù)字增益壓縮將運(yùn)放輸出的0.5V~4.5V擺幅轉(zhuǎn)換為滿(mǎn)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(xiàn)的放大器解決方案，以使所需信號(hào)進(jìn)入最高性能的16位和18位ADC。

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