針對交流性能優化的18位、5 MSPS數據采集系統電路設計

　　圖中的電路是一款完整的18位、5 MSPS、低功耗、低噪聲、高精度數據采集信號鏈解決方案，功耗僅122 mW?；鶞孰妷涸?、基準電壓源緩沖器、驅動放大器和ADC提供優化解決方案，具有業界領先的99 dB SNR和?117 dB THD。由于具有功耗低和PCB尺寸小的特點，該電路適合便攜式應用。

　　ADA4897-1是驅動高精度、18位、5 MSPS SAR ADC AD7960 的理想選擇。ADA4897-1是一款低噪聲（1 nV/√Hz典型值）和低功耗（3 mA）軌到軌輸出放大器，帶寬為230 MHz，壓擺率為120 V/μs，0.1%建立時間為45 ns，運算放大器的輸入信號經820Ω/100 pF網絡過濾，該網絡帶寬為2 MHz。針對AD7960 ADC輸入的額外過濾由33Ω/56 pF網絡提供，該網絡帶寬為86 MHz。后一個濾波器有助于降低來自AD7960容性DAC輸入的反沖，并限制進入AD7960輸入端的噪聲。電路使用+7 V和-2.5 V電源，用于ADA4897-1驅動器的輸入，以最大程度降低功耗，實現最佳系統失真性能。ADA4897-1 具有軌到軌輸出級，可擺幅至每供電軌的150 mV以內。+7 V 和?2.5 V電源提供的額外裕量具有出色的失真性能。AD7960差分輸入范圍由5 V或4.096 V外部基準電壓源設置。圖1中，5 V基準電壓源由 ADR4550提供，該基準電壓源具有高精度、低功耗（950μA最大工作電流）、低噪聲特性，最大初始誤差為±0.02%，提供出色的溫度穩定性和低輸出噪聲性能。 AD8031用于緩沖外部基準電壓源和AD7960的共模輸出電壓，適合各種應用，從高帶寬電池供電系統到元器件密度要求具有更低功耗的高速系統。 AD8031具有大容性負載穩定性，可驅動去耦電容，用于最大程度降低瞬態電流引起的電壓尖峰。數字接口使用低電壓差分信號（LVDS）實現高數據傳輸率。用戶必須對AD7960施加LVDS CLK+/CLK? 信號，才能向數字主機傳輸數據。

　　圖1. 18位、5 MSPS信號鏈（未顯示所有連接和去耦）

　　AD7960是一款5MSPS、18位轉換器，具有±0.8 LSB INL、 ±0.5 LSB DNL、100 dB DR，功耗僅為46.5 mW。如圖1所示， AD7960采用+5 V （VDD1）和+1.8 V（VDD2、VIO）電源。使用 ADP7104 和 ADP124等LDO可產生所需的5 V和1.8 V電源。AD7960可將一對反相模擬輸入信號（IN+和IN?）的差分電壓轉換為數字輸出信號。模擬輸入IN+和IN?要求共模電壓等于基準電壓的一半。低噪聲、低功耗放大器AD8031緩沖來自低噪聲、低漂移ADR4550的+5V基準電壓，還可緩沖 AD7960的共模輸出電壓（VCM）。ADA4897-1配置為單位增益緩沖器，以0 V至5 V相位相反的差分對（180°反相）驅動 AD7960的輸入。圖2顯示典型積分非線性與AD7960輸出代碼的函數關系，并位于±0.8 LSB的規格范圍內（采用5 V外部基準電壓源）。