緩沖器性能與ADC輸入結構

  在選擇驅動放大器時還需考慮的一個關鍵因素是ADC 的輸入結構。例如，閃電式ADC 最 難以驅動，因為它們具有很大的非線性輸入電容。具有新型開關電容結構的ADC 也需要特別 的關注，這種ADC 在每次轉換結束時都由一個小的浪涌輸入電流，為避免造成誤差，驅動放 大器應能夠在下一次轉換啟動前從這種瞬態恢復并重新建立。可采用以下兩種解決方案：

  1、 要求驅動ADC 的運算放大器對于負載瞬變的響應快于ADC 的采樣時間（許多新型ADC 內 置有這樣的寬帶采樣/保持）。幸運的是，大多數運算放大器對于負載瞬變的響應遠比對 輸入階躍的響應快得多，所以該要求對于外部緩沖器來講并不難滿足。

  2、 在輸入端采用一個RC 濾波器，電容值要遠大于ADC 的輸入電容。這個大電容為采樣電容 提供電荷，從而消除了瞬變。為吸收瞬變，Maxim 通常推薦在ADC 輸入和地之間 連接一個1000pF或更大的電容。RC濾波器同時也減小了放大器在驅動容性負載時產生穩 定性問題的可能。與電容相串聯的小電阻有助于阻止自激和振蕩。

  另外一個關鍵問題是要求放大器在整個感興趣的輸入信號頻率范圍內保持低輸出阻抗。 高輸出阻抗的運算放大器不能迅速響應ADC 輸入電容的改變，也不能處理ADC 產生的瞬態電 流。而要獲得低輸出阻抗就應具有高環路增益，根據等式ROUT=RO/（1+AVOβ）， 其中RO是開環 輸出阻抗，AVOβ是環路增益。當接近運放的單位增益穿越頻率時AVOβ會下降，導致輸出阻 抗增大。由此可見，對低阻抗的要求變成了對于帶寬的要求。因為在更高頻率下，寬帶運放 具有更高的環路增益，因此也就具有更低的輸出阻抗，在一個50Msps ADC前端采用一個500MHz 運放是很明智的做法。寬帶運放比低帶寬運放在吸收ADC 產生的浪涌電流方面更加有效。例如超聲系統中，新型10位ADC的典型采樣頻率為50MHz，在此頻率下MAX4100 的輸出電阻低 于2Ω，此外，MAX4100可提供500MHz的單位增益帶寬，250V/μS的壓擺率，以及35ns（至 0.01%）或18ns（至0.1%）的建立時間，這些特性使其在醫療超聲系統中被非常普遍地用于 ADC的驅動。

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