【導(dǎo)讀】第一講中我們主要講解了單端/偽差分輸入、高阻抗單端轉(zhuǎn)差分和單電源，本文主要講解驅(qū)動(dòng)單極性精密ADC的單通道雙放大器配置。相信大家閱讀本文后，能夠?qū)δM電子中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程深入了解。
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。
圖1
利與弊
圖2
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(lèi)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(lèi)要多得多。
圖3
[page] 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(lèi)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。該配置用來(lái)測(cè)量電橋（比如電子秤和稱(chēng)重傳感器等）時(shí)非常有用。
圖4
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。
圖5
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。
圖6
