驅(qū)動(dòng)單極性精密ADC的單/雙通道放大器配置

這是一款常用配置，可用來(lái)擴(kuò)展輸入范圍，尤其是+/-10V工業(yè)IO。 放大器可采用電壓較低的單電源，因?yàn)檩斎牍材ｋ妷河蒖5/R6和R7/R8固定。 在此配置中，R7=R8且R3=R4。 R1/R2和R5/R6可根據(jù)輸入范圍和電平轉(zhuǎn)換要求進(jìn)行設(shè)置。 其典型比率如下表所示，但可靈活匹配各種輸入范圍。 使用AD7984的示例可參見(jiàn)CN0033。

利與弊

采用FDA方法實(shí)現(xiàn)單端轉(zhuǎn)差分

用這種方法實(shí)現(xiàn)的單端轉(zhuǎn)差分具有最低的噪聲，適合單電源類應(yīng)用，可耐受阻性輸入。 有關(guān)采用FDA的設(shè)計(jì)詳情可參見(jiàn)應(yīng)用筆記AN-1026：高速差分ADC驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)考慮因素。 就噪聲性能而言，似乎顯然應(yīng)該采用這種方法;然而，有些時(shí)候可能并不存在合適的FDA，而使用雙放大器的定制電路可能更為合適。 就單個(gè)放大器而言，可選產(chǎn)品種類要多得多。 示例可參見(jiàn)CN0040/CN0105。

差分至差分驅(qū)動(dòng)

如果輸入信號(hào)是差分的，那么萬(wàn)一所選FDA受到限制，則使用雙放大器可增加產(chǎn)品選擇數(shù)量。 若輸入同時(shí)也是全差分的，則相比任意雙放大器選項(xiàng)，F(xiàn)DA可能具有更低的輸出噪聲和功耗;但是，在有源濾波器應(yīng)用中，雙放大器可能更為穩(wěn)定，并因?yàn)楦鼜V泛的分類產(chǎn)品而獲得更多的靈活性(FET輸入、超精度、RRIO等)。

差動(dòng)放大器

本配置提供帶增益的高輸入阻抗;然而，輸入共模固定為Vref/2的ADC共模。從Vref/2開(kāi)始的任意輸入共模變化都會(huì)導(dǎo)致ADC輸入共模的偏移，同時(shí)降低性能和信號(hào)擺幅。 示例參見(jiàn)CN0216。 該配置用來(lái)測(cè)量電橋(比如電子秤和稱重傳感器等)時(shí)非常有用。

提供電平轉(zhuǎn)換的差分轉(zhuǎn)差分

該配置采用兩個(gè)放大器，將一個(gè)輸入信號(hào)電平轉(zhuǎn)換至Vref/2的ADC共模電壓。在此配置中，R1=R3，R2=R4，并且可針對(duì)增益或衰減配置。 R5和R6之比用來(lái)將信號(hào)電平轉(zhuǎn)換至所需范圍。 任意輸入共模變化都會(huì)導(dǎo)致ADC輸入共模的偏移，同時(shí)降低性能和信號(hào)擺幅。

采用FDA實(shí)現(xiàn)差分轉(zhuǎn)差分

針對(duì)特定應(yīng)用，如果可以找到合適的FDA，則采用該配置可獲得最佳噪聲性能。 可方便地進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，但以阻性輸入為代價(jià)。 反相配置允許單電源/軌到軌供電。 如需更多詳情，可參考前文提及的應(yīng)用筆記AN-1026：高速差分ADC驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)考慮因素。示例參見(jiàn)CN0237。