簡(jiǎn)介

緩沖現(xiàn)代16/18位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）所需的高速運(yùn)算放大器通常會(huì)耗散為ADC本身的功率很大，通常最大偏移規(guī)格約為1mV，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)ADC。如果需要多個(gè)多通道ADC，功耗會(huì)迅速上升到不可接受的水平。此處介紹的簡(jiǎn)單緩沖器能夠驅(qū)動(dòng)LTC2372-18 8通道ADC并實(shí)現(xiàn)接近數(shù)據(jù)手冊(cè)的SNR，THD和如果所涉及的輸入信號(hào)在DC至1kHz范圍內(nèi)，則具有極低功耗的失調(diào)性能。

電路描述

LTC2372-18是一個(gè)低噪聲，500ksps，8通道18位逐次逼近型寄存器（SAR）ADC。 LTC2372-18采用5V單電源供電，可實(shí)現(xiàn)-110dB THD（典型值），100dB（全差分）/ 95dB（偽差分）SNR（典型值），偏移為±11LSB（最大值），功耗僅為27mW（典型值） LT6016是一款雙路軌到軌輸入運(yùn)算放大器，輸入失調(diào)電壓小于50μV（最大值），每個(gè)放大器僅吸收315μA（典型值）。它也可作為單通道和四通道（LT6015 / LT6017）提供。

圖1所示電路顯示LT6016運(yùn)算放大器配置為同相緩沖器，用于驅(qū)動(dòng)LTC2372-18的模擬輸入。每個(gè)運(yùn)算放大器的典型功耗僅為3.7mW。對(duì)于所有八個(gè)通道，功耗僅為30mW，與ADC的功耗大致相同。在單個(gè)5.25V電源上運(yùn)行LT6016并啟用ADC的數(shù)字增益壓縮模式可將總運(yùn)算放大器功耗降低一半以上至13mW，但代價(jià)是SNR略有下降。

緩沖器輸出端的RC濾波器可最大限度地降低LT6016的噪聲影響，并降低由MUX和輸入采樣電容引起的采樣瞬態(tài)影響。

電路性能

圖2顯示了圖1電路完全差分驅(qū)動(dòng)的LTC2372-18的32768點(diǎn)FFT。在400ksps時(shí)THD為-114dB，SNR為98.5dBFS，與典型值相比較LTC2372-18的規(guī)格。

圖3顯示了LTC2372-18的偽差分和全差分模式的數(shù)字增益壓縮關(guān)閉和開(kāi)啟時(shí)的SNR與采樣率的關(guān)系。關(guān)閉數(shù)字增益壓縮后，LT6016的電源電壓為+ 8V / -3.6V。在數(shù)字增益壓縮開(kāi)啟的情況下，LT6016采用單5V電源供電。數(shù)字增益壓縮關(guān)閉時(shí)，SNR保持相當(dāng)平穩(wěn)，為94dBFS（偽差分）/98.5dBFS（完全差分），數(shù)字增益壓縮開(kāi)啟時(shí)為92.1dBFS（偽差分）/96.6dBFS（完全差分），高達(dá)500ksps模式。

圖4顯示了LTC2372-18的偽差分和全差分模式的THD與采樣率的關(guān)閉和開(kāi)啟數(shù)字增益壓縮。對(duì)于偽差分模式，THD在300ksps時(shí)開(kāi)始升至-110dB以上，對(duì)于全差分模式，THD在400ksps時(shí)升至-115dB以上。數(shù)字增益壓縮對(duì)THD性能的影響很小。在全差分模式下，THD永遠(yuǎn)不會(huì)低于-100dB，直到LTC2372-18的整個(gè)500ksps采樣速率。

圖5顯示了緩沖器和ADC與采樣的組合偏移誤差在數(shù)字增益壓縮關(guān)閉的偽差分模式下的速率。偏移最初小于3LSB，并且在采樣率達(dá)到400ksps之前不會(huì)降低。

圖6顯示了400ksps采樣率的失真與輸入頻率的關(guān)系。高于1kHz，所有模式的失真都會(huì)上升。

結(jié)論

LTC2372-18 18位，500ksps，8的簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)程序示出了由配置為非反相緩沖器的LT6016低功耗精密雙運(yùn)放組成的通道SAR ADC。驅(qū)動(dòng)器每個(gè)運(yùn)算放大器僅耗散3.7mW（典型值），并且通過(guò)在數(shù)字增益壓縮模式下使用ADC運(yùn)行單個(gè)5V電源可以降低至1.6mW。

采樣率低于300ksps時(shí)， SNR測(cè)量為94dB（偽差分）/98.5dB（完全差分），增益壓縮關(guān)閉，92.1dBFS（偽差分）/96.6dBFS（全差分），數(shù)字增益壓縮開(kāi)啟; THD的測(cè)量值為-110dB（偽差分）/ - 115dB（完全差分），數(shù)字增益壓縮關(guān)閉或打開(kāi)。偏移量小于3LSB（偽差分），增益壓縮關(guān)閉。在300ksps以上，性能逐漸下降至LTC2372-18的完整500ksps采樣率。