为系统选择最佳的缓冲器与ADC的组合[2]

  缓冲器性能与ADC输入结构

  在选择驱动放大器时还需考虑的一个关键因素是ADC 的输入结构。例如，闪电式ADC 最 难以驱动，因为它们具有很大的非线性输入电容。具有新型开关电容结构的ADC 也需要特别 的关注，这种ADC 在每次转换结束时都由一个小的浪涌输入电流，为避免造成误差，驱动放 大器应能够在下一次转换启动前从这种瞬态恢复并重新建立。可采用以下两种解决方案：

  1、 要求驱动ADC 的运算放大器对于负载瞬变的响应快于ADC 的采样时间（许多新型ADC 内 置有这样的宽带采样/保持）。幸运的是，大多数运算放大器对于负载瞬变的响应远比对 输入阶跃的响应快得多，所以该要求对于外部缓冲器来讲并不难满足。

  2、 在输入端采用一个RC 滤波器，电容值要远大于ADC 的输入电容。这个大电容为采样电容 提供电荷，从而消除了瞬变。为吸收瞬变，Maxim 通常推荐在ADC 输入和地之间 连接一个1000pF或更大的电容。RC滤波器同时也减小了放大器在驱动容性负载时产生稳 定性问题的可能。与电容相串联的小电阻有助于阻止自激和振荡。

  另外一个关键问题是要求放大器在整个感兴趣的输入信号频率范围内保持低输出阻抗。 高输出阻抗的运算放大器不能迅速响应ADC 输入电容的改变，也不能处理ADC 产生的瞬态电 流。而要获得低输出阻抗就应具有高环路增益，根据等式ROUT=RO/（1+AVOβ）， 其中RO是开环 输出阻抗，AVOβ是环路增益。当接近运放的单位增益穿越频率时AVOβ会下降，导致输出阻 抗增大。由此可见，对低阻抗的要求变成了对于带宽的要求。因为在更高频率下，宽带运放 具有更高的环路增益，因此也就具有更低的输出阻抗，在一个50Msps ADC前端采用一个500MHz 运放是很明智的做法。宽带运放比低带宽运放在吸收ADC 产生的浪涌电流方面更加有效。例如超声系统中，新型10位ADC的典型采样频率为50MHz，在此频率下MAX4100 的输出电阻低 于2Ω，此外，MAX4100可提供500MHz的单位增益带宽，250V/μS的压摆率，以及35ns（至 0.01%）或18ns（至0.1%）的建立时间，这些特性使其在医疗超声系统中被非常普遍地用于 ADC的驱动。

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