低功耗差分ADC驱动器 ADA4932-1/ADA4932-2 13 –VS 14 –VS 16 –VS ADA4932-1 –FB 1 12 PD 9 VOCM 07752-001 +VS 7 10 +OUT +FB 4 +VS 8 11 –OUT –IN 3 +VS 5 +IN 2 +VS 6 高性能、低功耗 高速 −3 dB带宽：560 MHz (G = 1) 0.1 dB增益平坦度达300 MHz 压摆率：2800 V/μs(25%至75%) 0.1%快速建立时间：9 ns 低功耗：每个放大器9.6 mA 低谐波失真 SFDR：100 dB (10 MHz) SFDR：90 dB (20 MHz) 低输入电压噪声：3.6 nV/√Hz 输入失调电压：±0.5 mV(典型值) 外部可调增益 可以使用小数差分增益 差分转差分或单端转差分操作 可调输出共模电压 输入共模范围下移1 VBE 宽电源电压范围：+3 V至±5 V 提供16引脚和24引脚LFCSP封装 15 –VS 功能框图 产品特性 图1. ADA4932-1 5V 5V 499Ω VOCM 499Ω 33Ω + ADA4932-1 – 499Ω 56pF 33Ω IN– VDD1 VDD2 56pF DIGITAL OUTPUTS AD7626 IN+ GND REF 07752-102 499Ω VIN 图2. ADC驱动器测试电路(数据在图3中显示) 0 –20 AMPLITUDE (dB) –40 应用 ADC驱动器 单端转差分转换器 中频和基带增益模块 差分缓冲器 线路驱动器 –60 –80 –100 –120 –140 –180 0 1.25 2.50 3.75 5.00 FREQUENCY (MHz) 07752-103 –160 图3. AD7626输出，64,000点，FFT曲线 −1 dBFS幅度， 2.40173 MHz输入信号音，10.000 MSPS采样速率 概述 ADA4932系列是AD8132的新一代产品，具有更高的性能、 ADA4932系列采用ADI公司专有的硅-锗(SiGe)互补双极性 更低的噪声和功耗。它非常适合用作驱动高性能ADC的单 工艺制造，可实现低失真、低噪声水平以及低功耗特性。 端转差分或差分转差分放大器。用户可利用内部共模反馈 低失调和出色的动态性能，使得ADA4932-x特别适合各种 环路调整输出共模电压，使ADA4932-x输出与ADC的输入 数据采集与信号处理应用。 相匹配。内部反馈环路也可提供出色的输出平衡，并能抑 ADA4932-1采用16引脚LFCSP封装，ADA4932-2采用24引脚 制偶数阶谐波失真产物。 LFCSP封装。引脚排列经过优化，有助于PCB布局，并且 对于ADA4932系列，利用由4个电阻组成的简单外部反馈 使失真最小。ADA4932系列的额定工作温度范围为 −40°C 网络便可轻松实现差分增益配置，反馈网络决定放大器的 至+105°C；二者均采用+3 V至±5 V电源供电。 闭环增益。 Rev. D Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2008–2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 ADA4932-1/ADA4932-2 目录 特性....................................................................................................1 工作原理 ........................................................................................ 19 应用....................................................................................................1 应用信息 ........................................................................................ 20 功能框图 ...........................................................................................1 分析应用电路 .......................................................................... 20 概述....................................................................................................1 设置闭环增益 .......................................................................... 20 修订历史 ...........................................................................................2 估算输出噪声电压 ................................................................. 20 技术规格 ...........................................................................................3 反馈网络失配的影响............................................................. 21 ±5 V电源......................................................................................3 计算应用电路的输入阻抗 .................................................... 21 5 V电源 ........................................................................................5 输入共模电压范围 ................................................................. 23 绝对最大额定值..............................................................................7 输入和输出容性交流耦合 .................................................... 23 热阻 ..............................................................................................7 设置输出共模电压 ................................................................. 23 最大功耗......................................................................................7 高性能精密ADC驱动器........................................................ 24 ESD警告.......................................................................................7 高性能ADC驱动 .......................................................................... 25 引脚配置和功能描述 .....................................................................8 布局布线、接地和旁路.............................................................. 26 典型性能参数 ..................................................................................9 外形尺寸 ........................................................................................ 27 测试电路 ........................................................................................ 17 订购指南................................................................................... 27 术语................................................................................................. 18 修订历史 2013年3月—修订版A至修订版B 2014年4月—修订版C至修订版D 更新“外形尺寸” ........................................................................... 26 更改“特性”部分、图2和图3.........................................................1 更改“订购指南” ........................................................................... 26 更改“设置输出共模电压”部分 ................................................. 23 增加“高性能精密ADC驱动器”部分 ........................................ 24 移除“布局布线、接地和旁路”部分......................................... 26 2009年8月—修订版0至修订版A 更改“产品特性”部分......................................................................1 更改图11 ...........................................................................................9 2014年1月—修订版B至修订版C 更改图43和图45 ........................................................................... 15 更改图51 ........................................................................................ 16 更改图52、图53和图54 .............................................................. 17 2008年10月—版本0：初始版 Rev. D | Page 2 of 28 ADA4932-1/ADA4932-2 技术规格 ±5 V电源 除非另有说明，TA = 25°C，+VS = 5 V，−VS = −5 V，VOCM = 0 V，RF = 499 Ω，RG = 499 Ω，RT = 53.6 Ω (使用时)，RL, dm = 1 kΩ。 除非另有说明，所有规格适用于单端输入、差分输出。信号定义参见图55。 ±DIN至VOUT, dm性能 表1. 参数 动态性能 −3 dB小信号带宽 −3 dB大信号带宽 0.1 dB平坦度带宽 压摆率 0.1%建立时间 过驱恢复时间 噪声/谐波性能 二次谐波 三次谐波 IMD 电压噪声(RTI) 输入电流噪声 串扰 输入特性 失调电压 测试条件/注释 最小值 VOUT, dm = 0.1 V p-p VOUT, dm = 0.1 V p-p, RF = RG = 205 Ω VOUT, dm = 2.0 V p-p VOUT, dm = 2.0 V p-p, RF = RG = 205 Ω VOUT, dm = 2.0 V p-p, ADA4932-1, RL = 200 Ω VOUT, dm = 2.0 V p-p, ADA4932-2, RL = 200 Ω VOUT, dm = 2 V p-p，25%至75% VOUT, dm = 2 V步进 VIN = 0 V至5 V斜坡，G = 2 失真测试电路参见图54 VOUT, dm = 2 V p-p, 1 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 10 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 20 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 50 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 1 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 10 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 20 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 50 MHz f1 = 30 MHz, f2 = 30.1 MHz, VOUT, dm = 2 V p-p f = 1 MHz f = 1 MHz f = 10 MHz, ADA4932-2 V+DIN = V−DIN = VOCM = 0 V TMIN至TMAX变化 输入偏置电流 TMIN至TMAX变化 输入失调电流 输入电阻 −2.2 −5.2 −0.2 差分 共模 输入电容 输入共模电压范围 共模抑制比(CMRR) 开环增益 输出特性 输出电压摆幅 线性输出电流 输出平衡误差 VOUT, dm IN, cm IN, cm = ±1 V 64 −VS + 1.4至 最大∆VOUT，单端输出， RF = RG = 10 kΩ，RL = 1 kΩ +VS − 1.4 200 kHz, RL, dm = 10 Ω, SFDR = 68 dB ΔVOUT, cm/ΔVOUT, dm，ΔVOUT, dm = 2 V p-p，1 MHz； 输出平衡测试电路参见图53 Rev. D | Page 3 of 28 典型值 最大值 单位 560 1000 360 360 300 100 2800 9 20 MHz MHz MHz MHz MHz MHz V/µs ns ns −110 −100 −90 −72 −130 −120 −105 −80 −91 3.6 1.0 −100 dBc dBc dBc dBc dBc dBc dBc dBc dBc nV/√Hz pA/√Hz dB ±0.5 −3.7 −2.5 −9.5 ±0.025 11 16 0.5 −VS + 0.2至 +VS − 1.8 −100 66 −VS + 1.2至 +VS − 1.2 80 −64 +2.2 −0.1 +0.2 −87 mV µV/°C µA nA/°C µA MΩ MΩ pF V dB dB V −60 mA rms dB ADA4932-1/ADA4932-2 VOCM至VOUT, cm性能 表2. 参数 VOCM动态性能 −3 dB小信号带宽 −3 dB大信号带宽 压摆率 输入电压噪声(RTI) VOCM输入特性 输入电压范围 输入电阻 输入失调电压 VOCM CMRR 增益 测试条件/注释 最小值 VOUT, cm = 100 mV p-p VOUT, cm = 2 V p-p VIN = 1.5 V至3.5 V，25%至75% f = 1 MHz V+DIN = V−DIN = 0 V ∆V OUT, dm/∆V OCM, ∆V OCM = ±1 V ∆V OUT, cm/∆V OCM, ∆V OCM = ±1 V 典型值 最大值 270 105 410 9.6 22 −5.1 0.995 单位 MHz MHz V/µs nV/√Hz −VS + 1.2至+VS − 1.2 25 ±1 −100 0.998 29 +5.1 −86 1.000 V kΩ mV dB V/V 典型值 最大值 单位 11 10.1 V mA µA/°C mA dB 一般性能 表3. 参数 电源 工作范围 每个放大器的静态电流 电源抑制比 掉电(PD) PD 输入电压 关闭时间 开启时间 PD 每个放大器的引脚偏置电流 使能 禁用 测试条件/注释 最小值 3.0 9.0 TMIN至TMAX变化 关断 ∆V OUT, dm/∆V S, ∆V S = 1 V p-p 9.6 35 0.9 −96 1.0 −84 ≤(+VS − 2.5) ≥(+VS − 1.8) 1100 16 关断 使能 PD = 5 V PD = 0 V −10 −240 −40 工作温度范围 Rev. D | Page 4 of 28 +0.7 −195 V V ns ns +10 −140 µA µA +105 °C ADA4932-1/ADA4932-2 5 V电源 除非另有说明，TA = 25°C，+VS = 5 V，−VS = 0 V，VOCM = 2.5 V，RF = 499 Ω，RG = 499 Ω，RT = 53.6 Ω(使用时)，RL, dm = 1 kΩ。 除非另有说明，所有规格适用于单端输入、差分输出。信号定义参见图55。 ±DIN至VOUT, dm性能 表4. 参数 动态性能 −3 dB小信号带宽 −3 dB大信号带宽 0.1 dB平坦度带宽 压摆率 0.1%建立时间 过驱恢复时间 噪声/谐波性能 二次谐波 三次谐波 IMD 电压噪声(RTI) 输入电流噪声 串扰 输入特性 失调电压 测试条件/注释 最小值 VOUT, dm = 0.1 V p-p VOUT, dm = 0.1 V p-p, RF = RG = 205 Ω VOUT, dm = 2.0 V p-p VOUT, dm = 2.0 V p-p, RF = RG = 205 Ω VOUT, dm = 2.0 V p-p, ADA4932-1, RL = 200 Ω VOUT, dm = 2.0 V p-p, ADA4932-2, RL = 200 Ω VOUT, dm = 2 V p-p，25%至75% VOUT, dm = 2 V步进 VIN = 0 V至2.5 V斜坡，G = 2 失真测试电路参见图54 VOUT, dm = 2 V p-p, 1 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 10 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 20 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 50 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 1 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 10 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 20 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 50 MHz f1 = 30 MHz, f2 = 30.1 MHz, VOUT, dm = 2 V p-p f = 1 MHz f = 1 MHz f = 10 MHz, ADA4932-2 V+DIN = V−DIN = VOCM = 2.5 V TMIN至TMAX变化 输入偏置电流 TMIN至TMAX变化 输入失调电流 输入电阻 −2.2 −5.3 −0.25 差分 共模 输入电容 输入共模电压范围 共模抑制比(CMRR) 开环增益 输出特性 输出电压摆幅 线性输出电流 输出平衡误差 VOUT, dm IN, cm IN, cm = ±1 V 64 最大∆VOUT，单端输出， RF = RG = 10 kΩ，RL = 1 kΩ 200 kHz, RL, dm = 10 Ω, SFDR = 67 dB ΔVOUT, cm/ΔVOUT, dm，ΔVOUT, dm = 1 V p-p， 1 MHz；输出平衡测试电路参见图53 Rev. D | Page 5 of 28 −VS + 1.15至 +VS − 1.15 典型值 最大值 单位 560 990 315 320 120 200 2200 10 20 MHz MHz MHz MHz MHz MHz V/µs ns ns −110 −100 −90 −72 −120 −100 −87 −70 −91 3.6 1.0 −100 dBc dBc dBc dBc dBc dBc dBc dBc dBc nV/√Hz pA/√Hz dB ±0.5 −3.7 −3.0 −9.5 ±0.025 11 16 0.5 −VS + 0.2至 +VS − 1.8 −100 66 −VS + 1.02至 +VS − 1.02 53 −64 +2.2 −0.23 +0.25 −87 mV µV/°C µA nA/°C µA MΩ MΩ pF V dB dB V −60 mA rms dB ADA4932-1/ADA4932-2 VOCM至VOUT, cm性能 表5. 参数 VOCM动态性能 −3 dB小信号带宽 −3 dB大信号带宽 压摆率 输入电压噪声(RTI) VOCM输入特性 输入电压范围 输入电阻 输入失调电压 VOCM CMRR 增益 Test 测试条件/注释 最小值 VOUT, cm = 100 mV p-p VOUT, cm = 2 V p-p VIN = 1.5 V至3.5 V，25%至75% f = 1 MHz V+DIN = V−DIN = 2.5 V ∆V OUT, dm/∆V OCM, ∆V OCM = ±1 V ∆V OUT, cm/∆V OCM, ∆V OCM = ±1 V 典型值 最大值 260 90 360 9.6 22 −6.5 0.995 单位 MHz MHz V/µs nV/√Hz −VS + 1.2至+VS − 1.2 25 −3.0 −100 0.998 29 +6.5 −86 1.000 V kΩ mV dB V/V 最大值 单位 11 9.5 V mA µA/°C mA dB 一般性能 表6. 参数 电源 工作范围 每个放大器的静态电流 电源抑制比 掉电(PD) PD 输入电压 关闭时间 开启时间 PD 每个放大器的引脚偏置电流 使能 禁用 测试条件/注释 最小值 3.0 8.2 TMIN至TMAX变化 关断 ∆V OUT, dm/∆V S, ∆V S = 1 V p-p 典型值 8.8 35 0.7 −96 0.8 −84 ≤(+VS − 2.5) ≥(+VS − 1.8) 1100 16 关断 使能 PD = 5 V PD = 0 V −10 −100 −40 工作温度范围 Rev. D | Page 6 of 28 +0.7 −70 V V ns ns +10 −40 µA µA +105 °C ADA4932-1/ADA4932-2 绝对最大额定值 封装的功耗(PD)为静态功耗与封装中负载驱动所导致的功 表7. 参数 电源电压 功耗 输入电流，+IN，−IN，PD 存储温度范围 工作温度范围 ADA4932-1 ADA4932-2 引脚温度(焊接，10秒) 结温 耗之和，而静态功耗则为电源引脚之间的电压(VS)乘以静 额定值 11 V 参见图4 ±5 mA −65°C至+125°C 态电流(IS)。负载驱动所导致的功耗取决于具体应用，等于 负载电流乘以器件内的相关压降。上述计算中必须使用 RMS电压和电流。 气流可增强散热，从而有效降低θJA。此外，更多金属直接 −40°C至+105°C −40°C至+105°C 300°C 150°C 与封装引脚/裸露焊盘接触，包括金属走线、通孔、地和电 源层，同样可降低θJA。 图4显示在JEDEC标准4层板上(裸露焊盘焊接到一个与实心 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 层相连的PCB焊盘)，单通道16引脚LFCSP (91°C/W)和双通 坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其它 道24引脚LFCSP (65°C/W)两种封装的最大安全功耗与环境 超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件 温度的关系。 能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响 3.5 θ JA 的测量条件是将器件(包括裸露焊盘)焊接到高导热性 2s2p电路板上，如EIA/JESD 51-7所述。 表8. 热阻 封装类型 ADA4932-1，16引脚LFCSP(裸露焊盘) ADA4932-2，24引脚LFCSP(裸露焊盘) θJA 91 65 单位 °C/W °C/W 3.0 2.5 1.5 ADA4932-1 1.0 0.5 0 –40 最大功耗 0 20 40 60 80 100 图4. 4层板最大功耗与环境温度的关系 温(TJ)的升高情况。达到玻璃化转变温度150°C左右时，塑 会改变封装对芯片作用的应力，从而永久性地转变 –20 AMBIENT TEMPERATURE (°C) ADA4932系列封装内的最大安全功耗受限于相应的芯片结 料的特性会发生改变。即使只是暂时超过这一温度限值也 ADA4932-2 2.0 07752-204 热阻 MAXIMUM POWER DISSIPATION (W) 器件的可靠性。 ESD警告 ADA4932系列的参数性能。长时间超过150°C的结温会导 致芯片器件出现变化，因而可能造成故障。 Rev. D | Page 7 of 28 ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能 量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的 ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 ADA4932-1/ADA4932-2 引脚配置和功能描述 描述 反馈器件连接的负输出。 正输入求和节点。 负输入求和节点。 反馈器件连接的正输出。 正电源电压。 输出共模电压。 负载连接的正输出。 负载连接的负输出。 关断引脚。 负电源电压。 将封装背面的裸露焊盘焊接到地层或电源层。 表10. ADA4932-2引脚功能描述 引脚名称 −IN1 +FB1 +VS1 −FB2 +IN2 −IN2 +FB2 +VS2 VOCM2 +OUT2 −OUT2 PD2 −VS2 VOCM1 +OUT1 −OUT1 PD1 −VS1 −FB1 +IN1 裸露焊盘(EPAD) 19 –OUT1 22 –VS1 20 PD1 描述 负输入求和节点1。 正输出反馈1。 正电源电压1。 负输出反馈2。 正输入求和节点2。 负输入求和节点2。 正输出反馈2。 正电源电压2。 输出共模电压2。 正输出2。 负输出2。 关断引脚2。 负电源电压2。 输出共模电压1。 正输出1。 负输出1。 关断引脚1。 负电源电压1。 负输出反馈1。 正输入求和节点1。 将封装背面的裸露焊盘焊接到地层或电源层。 Rev. D | Page 8 of 28 07752-006 VOCM2 11 –IN2 7 07752-005 图6. ADA4932-2引脚配置 表9. ADA4932-1引脚功能描述 引脚编号 1 2 3, 4 5 6 7 8 9, 10 11 12 13 14 15, 16 17 18 19 20 21, 22 23 24 25 (EPAD) 13 –OUT2 NOTES 1. SOLDER EXPOSED PADDLE ON BACK OF PACKAGE TO GROUND PLANE OR TO A POWER PLANE. 图5. ADA4932-1引脚配置 引脚名称 −FB +IN −IN +FB +VS VOCM +OUT −OUT PD VS 裸露焊盘(EPAD) 15 –VS2 14 PD2 +IN2 6 NOTES 1. SOLDER EXPOSED PADDLE ON BACK OF PACKAGE TO GROUND PLANE OR TO A POWER PLANE. 引脚编号 1 2 3 4 5至8 9 10 11 12 13至16 17 (EPAD) TOP VIEW (Not to Scale) –FB2 5 9 VOCM +VS 8 +VS 5 +FB 4 ADA4932-2 +OUT2 12 10 +OUT +VS1 3 +VS1 4 +VS2 9 TOP VIEW (Not to Scale) 18 +OUT1 17 VOCM1 16 –VS2 +VS2 10 –IN 3 –IN1 1 +FB1 2 +FB2 8 11 –OUT +VS 7 ADA4932-1 +VS 6 +IN 2 21 –VS1 24 +IN1 12 PD –FB 1 23 –FB1 13 –VS 15 –VS 14 –VS 16 –VS ADA4932-2 ADA4932-1/ADA4932-2 典型性能参数 除非另有说明，TA = 25°C，+VS = 5 V，−VS = − −5 V，VOCM = 0 V，RG = 499 Ω，RF = 499 Ω，RT = 53.6 Ω(使用时)，RL, dm = 1 kΩ。 测试设置参见图52。信号定义参见图55。 2 0 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 1 GAIN = 1 GAIN = 2 –1 –2 –3 –4 –5 –6 –7 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 0 –1 –2 –3 –4 –5 –6 –7 –8 1G 1M 图7. 不同增益下的小信号频率响应 2 RF = RG = 499Ω RF = RG = 205Ω –1 –2 –3 –4 –5 –6 RF = RG = 205Ω –1 –2 –3 –4 –5 07752-008 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 1G –7 –8 10G 1 2 100 1k 图11. 不同RF 和RG 下的大信号频率响应 2 VOUT, dm = 100mV p-p 1 10 FREQUENCY (MHz) 图8. 不同RF 和RG 下的小信号频率响应 VOUT, dm = 2V p-p 1 0 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 VS = ±5V VS = ±2.5V –1 –2 –3 –4 –5 VS = ±5V VS = ±2.5V –1 –2 –3 –4 –5 –7 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 07752-012 –6 –6 07752-009 CLOSED-LOOP GAIN (dB) RF = RG = 499Ω –6 –7 –8 1G 0 CLOSED-LOOP GAIN (dB) CLOSED-LOOP GAIN (dB) VOUT, dm = 2V p-p 1 0 –8 10M 100M FREQUENCY (Hz) 图10. 不同增益下的大信号频率响应 2 VOUT, dm = 100mV p-p 1 GAIN = 1 GAIN = 2 07752-058 –8 VIN = 2V p-p RF = 499Ω RG = 499Ω, 249Ω 1 07752-010 VIN = 100mV p-p RF = 499Ω RG = 499Ω, 249Ω 07752-007 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 2 –7 –8 1G 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 图12. 不同电源下的大信号频率响应 图9. 不同电源下的小信号频率响应 Rev. D | Page 9 of 28 1G ADA4932-1/ADA4932-2 2 2 VOUT, dm = 100mV p-p 1 0 CLOSED-LOOP GAIN (dB) –1 TA = –40°C TA = +25°C TA = +105°C –2 –3 –4 –5 –1 TA = –40°C TA = +25°C TA = +105°C –2 –3 –4 –5 –6 07752-013 –6 –7 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 07752-016 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 –8 VOUT, dm = 2V p-p 1 –7 –8 1G 1M 图13. 不同温度下的小信号频率响应 2 VOUT, dm = 100mV p-p 1 2 RL = 1kΩ RL = 200Ω –2 –3 –4 –5 –1 –2 –3 –4 –5 –7 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 07752-017 –6 07752-014 –6 –7 –8 1G 1M 图14. 不同负载下的小信号频率响应 2 10M 100M FREQUENCY (Hz) 1G 图17. 不同负载下的大信号频率响应 2 VOUT, dm = 100mV p-p 1 VOUT, dm = 2V p-p 1 0 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 –1 VOCM = 0V VOCM = +2.5V VOCM = –2.5V –2 –3 –4 –5 –1 VOCM = 0V VOCM = +2.5V VOCM = –2.5V –2 –3 –4 –5 –6 –7 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 07752-018 –6 07752-015 CLOSED-LOOP GAIN (dB) RL = 1kΩ RL = 200Ω 0 CLOSED-LOOP GAIN (dB) CLOSED-LOOP GAIN (dB) VOUT, dm = 2V p-p 1 –1 –8 1G 图16. 不同温度下的大信号频率响应 0 –8 10M 100M FREQUENCY (Hz) –7 –8 1G 图15. 不同VOCM 电平下的小信号频率响应 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 图18. 不同VOCM 电平下的大信号频率响应 Rev. D | Page 10 of 28 1G ADA4932-1/ADA4932-2 4 4 VOUT, dm = 100mV p-p VOUT, dm = 2V p-p 2 CL = 0pF CL = 0.9pF CL = 1.8pF –2 –4 –6 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 1G CL = 0pF CL = 0.9pF CL = 1.8pF –2 –4 –6 –8 07752-019 –10 10M 10G 图19. 不同容性负载下的小信号频率响应 0.5 0.5 0.2 0.1 0 –0.1 ADA4932-1, ADA4932-1, ADA4932-2, ADA4932-2, ADA4932-2, ADA4932-2, –0.2 –0.3 –0.4 1M R L = 1kΩ R L = 200Ω CH 1, R L = 1kΩ CH 1, R L = 200Ω CH 2, R L = 1kΩ CH 2, R L = 200Ω 10M 100M FREQUENCY (Hz) 0.2 0.1 0 –0.1 ADA4932-1, ADA4932-1, ADA4932-2, ADA4932-2, ADA4932-2, ADA4932-2, –0.2 –0.3 –0.4 –0.5 1G 1M 图20. 不同负载下的0.1 dB平坦度小信号频率响应 2 2 VOUT, cm = 2V p-p 0 –1 –1 –3 VOCM GAIN (dB) VOCM (DC) = 0V VOCM (DC) = +2.5V VOCM (DC) = –2.5V –2 –4 –2 –3 –4 –5 –5 –6 –6 07752-021 VOCM GAIN (dB) 1G 1 0 –7 –8 10M 100M FREQUENCY (Hz) 图23. 不同负载下的0.1 dB平坦度大信号频率响应 VOUT, cm = 100mV p-p 1 R L = 1kΩ R L = 200Ω CH 1, R L = 1kΩ CH 1, R L = 200Ω CH 2, R L = 1kΩ CH 2, R L = 200Ω 07752-023 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0.3 07752-020 CLOSED-LOOP GAIN (dB) VOUT, dm = 2V p-p 0.4 0.3 –0.5 1G 图22. 不同容性负载下的大信号频率响应 VOUT, dm = 100mV p-p 0.4 100M FREQUENCY (Hz) 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) –7 –8 1M 1G VOCM (DC) = 0V VOCM (DC) = +2.5V VOCM (DC) = –2.5V 10M 100M FREQUENCY (Hz) 图24. 不同直流电平下的VOCM 大信号频率响应 图21. 不同直流电平下的VOCM 小信号频率响应 Rev. D | Page 11 of 28 1G 07752-224 –8 0 07752-022 0 CLOSED-LOOP GAIN (dB) CLOSED-LOOP GAIN (dB) 2 ADA4932-1/ADA4932-2 HD2, HD3, HD2, HD3, –60 –70 –80 –90 –100 –110 07752-025 –120 –130 –140 100k 1M VOUT, dm = 2V p-p –50 RL = 1kΩ RL = 1kΩ RL = 200Ω RL = 200Ω HARMONIC DISTORTION (dBc) –50 HARMONIC DISTORTION (dBc) –40 VOUT, dm = 2V p-p 10M FREQUENCY (Hz) HD2, HD3, HD2, HD3, –60 –70 –90 –100 –110 –120 –130 –140 100k 100M –90 –100 –110 –120 –130 1M 10M FREQUENCY (Hz) –30 10MHz 10MHz 30MHz 30MHz –80 –90 –100 –110 –120 –4 –3 –2 –110 –120 0 –20 –70 –130 –100 –1 0 1 VOCM (V p-p) 2 3 1 2 3 4 5 6 VOUT, dm (V p-p) 7 8 9 10 VOUT = 2V p-p –30 HARMONIC DISTORTION (dBc) –60 –90 图29. 谐波失真与VOUT, dm 和电源电压的关系，f = 10 MHz 07752-027 HARMONIC DISTORTION (dBc) HD2 AT HD3 AT HD2 AT HD3 AT –80 –140 100M VOUT = 2V p-p –50 –70 ±5.0V ±5.0V ±2.5V ±2.5V –130 图26. 不同电源下谐波失真与频率的关系 –40 HD2, HD3, HD2, HD3, –60 07752-029 ±5.0V ±5.0V ±2.5V ±2.5V –140 100k 100M 4 图27. 不同频率、±5 V电源下谐波失真与VOCM 的关系 –40 HD2 AT 10MHz HD3 AT 10MHz HD2 AT 30MHz HD3 AT 30MHz –50 –60 –70 –80 –90 –100 07752-030 –80 HARMONIC DISTORTION (dBc) HD2, HD3, HD2, HD3, 10M FREQUENCY (Hz) VOCM = 0V –50 07752-026 HARMONIC DISTORTION (dBc) –40 –60 –70 1M 图28. 不同增益下谐波失真与频率的关系 VOUT, dm = 2V p-p VOCM = 0V –50 =1 =1 =2 =2 –80 图25. 不同负载下谐波失真与频率的关系 –40 G G G G 07752-028 –40 –110 –120 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 VOCM (V) 2.8 3.0 3.2 3.4 图30. 不同频率、+5 V电源下谐波失真与VOCM 的关系 Rev. D | Page 12 of 28 ADA4932-1/ADA4932-2 –40 –70 –80 –90 –100 –110 –120 –130 –140 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) HD2, HD3, HD2, HD3, –60 –70 –80 –90 –100 –110 –120 –130 –140 100k 100M 图31. 不同VOUT, dm 下谐波失真与频率的关系 10 VOUT, dm = 2V p-p –50 0 –70 RL = 200Ω –90 –100 –110 RL = 1kΩ –120 –130 –140 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) –20 –30 –40 –50 –60 –70 –80 –90 –100 –110 29.6 100M 29.7 29.8 29.9 30.0 30.1 30.2 30.3 30.4 30.5 FREQUENCY (MHz) 图35. 30 MHz交调失真 –20 0 RL, dm = 200Ω RL, dm = 200Ω –20 –40 –40 PSSR (dB) –50 –60 –70 –60 –80 –PSRR –100 –80 +PSRR –100 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 1G 图33. CMRR与频率的关系 –120 –140 07752-036 –90 07752-033 CMMR (dB) 100M VOUT, dm = 2V p-p 图32. 不同负载下无杂散动态范围与频率的关系 –30 10M FREQUENCY (Hz) –10 NORMALIZED SPECTRUM (dBc) –60 –80 1M 图34. 不同RF 和RG 下谐波失真与频率的关系 07752-032 SPURIOUS-FREE DYNAMIC RANGE (dBc) –40 RF = RG = 499Ω RF = RG = 499Ω RF = RG = 200Ω RF = RG = 200Ω 07752-235 –60 VOUT, dm = 2V p-p –50 2V p-p 2V p-p 4V p-p 4V p-p HARMONIC DISTORTION (dBc) HD2, HD3, HD2, HD3, 07752-031 HARMONIC DISTORTION (dBc) –50 07752-034 –40 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 图36. PSRR与频率的关系 Rev. D | Page 13 of 28 1G ADA4932-1/ADA4932-2 –10 80 90 60 45 RL, dm = 200Ω –40 –50 10M 100M 07752-237 –70 1M 1G FREQUENCY (Hz) –90 0 PHASE –20 –135 –40 –180 –60 –225 –80 1k 10k 100M 1G –270 10G 100 OUTPUT IMPEDANCE (Ω) –20 S22 –30 RL = 200Ω 10M 图40. 开环增益和相位与频率的关系 INPUT SINGLE-ENDED, 50Ω LOAD TERMINATION OUTPUT DIFFERENTIAL, 100Ω SOURCE TERMINATION S11: COMMON-MODE-TO-COMMON-MODE S22: DIFFERENTIAL-TO-DIFFERENTIAL –10 1M FREQUENCY (Hz) 图37. 输出平衡与频率的关系 0 100k PHASE (Degrees) –45 20 –60 S-PARAMETERS (dB) 0 GAIN 07752-240 40 –30 GAIN (dB) OUTPUT BALANCE (dB) –20 S11 –40 10 1 –60 1M 10M 100M FREQUENCY (Hz) 0.1 100k 1G 1M 10M 图38. 回损(S11 , S22 )与频率的关系 1G 图41. 闭环输出阻抗幅度与频率的关系(G = 1) 100 10 2 × VIN 8 6 VOUT, dm VOLTAGE (V) 4 10 2 0 –2 –4 –6 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k –8 –10 1M 0 100 200 300 400 500 600 700 TIME (ns) 图42. 过驱恢复(G = 2) 图39. 折合到输入端的电压噪声频谱密度 Rev. D | Page 14 of 28 800 900 1000 07752-242 1 07752-039 INPUT VOLTAGE NOISE (nV/√Hz) 100M FREQUENCY (Hz) 07752-241 07752-038 –50 ADA4932-1/ADA4932-2 1.5 0.06 1.0 OUTPUT VOLTAGE (V) 0.02 0 –0.02 0 –0.5 –1.0 –0.04 –1.5 0 5 10 15 20 25 30 TIME (ns) 07752-059 –0.06 0.5 07752-146 OUTPUT VOLTAGE (V) 0.04 0 5 图43. 小信号脉冲响应 10 15 TIME (ns) 20 25 30 图46. 大信号脉冲响应 0.08 1.5 0.06 1.0 OUTPUT VOLTAGE (V) 0.02 0 –0.02 CL = 0pF CL = 0.9pF CL = 1.8pF –0.04 10 15 20 25 30 CL = 0pF CL = 0.9pF CL = 1.8pF –0.5 TIME (ns) –1.5 07752-244 –0.08 5 0 –1.0 –0.06 0 0.5 0 5 20 25 30 图47. 不同容性负载下的大信号脉冲响应 0.06 1.5 0.04 1.0 OUTPUT VOLTAGE (V) 0.02 0 –0.02 –0.04 0.5 0 –0.5 0 5 10 15 20 TIME (ns) 25 30 07752-060 –1.0 –1.5 07752-148 OUTPUT VOLTAGE (V) 15 TIME (ns) 图44. 不同容性负载下的小信号脉冲响应 –0.06 10 07752-247 OUTPUT VOLTAGE (V) 0.04 0 5 10 15 TIME (ns) 20 图48. VOCM 大信号脉冲响应 图45. VOCM 小信号脉冲响应 Rev. D | Page 15 of 28 25 30 ADA4932-1/ADA4932-2 1.2 0.2 0.4 0.1 OUTPUT 0 ERROR –0.4 0.8 –0.1 –0.8 –0.2 –1.2 –0.3 –1.6 –0.4 –2.0 0 2 4 6 8 10 12 TIME (ns) 14 16 18 20 –0.5 07752-149 0 0.2 –2 0 –4 –0.2 –6 –0.4 –8 –0.6 –80 –100 –120 07752-150 10M 100M FREQUENCY (Hz) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 图51. PD响应时间 –60 1M –10 0 TIME (µs) CHANNEL 1 TO CHANNEL 2 CHANNEL 2 TO CHANNEL 1 –160 2 0 VOUT, dm = 2V p-p RL, dm = 200Ω –140 4 0.4 0 –40 6 VOUT, dm 0.6 图49. 建立时间 –20 PD 1G 图50. ADA4932-2串扰与频率的关系 Rev. D | Page 16 of 28 3.0 3.5 4.0 PD VOLTAGE (V) INPUT 0.8 1.0 OUTPUT VOLTAGE (V) 0.3 ERROR (%) 0.4 1.2 8 GAIN = 9 RL, dm = 200Ω 07752-252 0.5 1.6 CROSSTALK (dB) VOLTAGE (V) 2.0 ADA4932-1/ADA4932-2 测试电路 499Ω DC-COUPLED GENERATOR +5V 50Ω 499Ω 53.6Ω VIN VOCM ADA4932-x 1kΩ 499Ω 07752-043 25.5Ω –5V 499Ω 图52. 等效基本测试电路，G = 1 NETWORK ANALYZER INPUT NETWORK ANALYZER OUTPUT AC-COUPLED 50Ω +5V 50Ω 499Ω VOCM 53.6Ω VIN 49.9Ω 499Ω ADA4932-x 499Ω NETWORK ANALYZER INPUT –5V 499Ω 0.1µF 49.9Ω 50Ω 07752-044 25.5Ω 图53. 输出平衡的测试电路，CMRR 499Ω DC-COUPLED GENERATOR VIN 0.1µF 442Ω 499Ω LOW-PASS FILTER 53.6Ω VOCM ADA4932-x 261Ω 200Ω 2:1 50Ω DUAL FILTER HP LP CT 0.1µF 442Ω 499Ω 25.5Ω –5V 499Ω 图54. 失真测量的测试电路 Rev. D | Page 17 of 28 07752-045 50Ω +5V ADA4932-1/ADA4932-2 术语 共模电压 –FB RG VOCM –DIN ADA4932-x RG R F 共模电压指两个节点电压相对于局部地基准电压的平均 –OUT +IN –IN +OUT +FB 值。输出共模电压定义为 RL, dm VOUT, dm VOUT, cm = (V+OUT + V−OUT)/2 07752-046 +DIN RF 平衡 图55. 信号和电路定义 输出平衡衡量输出差分信号的幅度相等的程度和相位相反 差分电压 差分电压指两个节点电压之差。例如，输出差分电压(亦称 输出差模电压)定义为： 的程度。确定输出平衡的最简单方法是在差分电压节点之 间放置一个匹配良好的电阻分压器，并将分压器中点的信 号幅度与差分信号的幅度进行比较(见图53)。根据这种定 VOUT, dm = (V+OUT − V−OUT) 义，输出平衡等于输出共模电压的幅度除以输出差模电压 其中，V+OUT和V−OUT分别指+OUT引脚和−OUT引脚相对于 的幅度。 同一地基准的电压。类似地，差分输入电压定义为： Output Balance Error = VIN, dm = (+DIN − (−DIN)) Rev. D | Page 18 of 28 ∆VOUT , cm ∆VOUT , dm ADA4932-1/ADA4932-2 工作原理 ADA4932系列与常规运算放大器不同，它有两个电压反向 输出电压。这种架构可以很容易地将输出共模电平设为规 的输出和一个附加输入VOCM。与运算放大器类似，它通过 定范围内的任意值。输出共模电压由内部共模反馈环路强 高开环增益和负反馈强制这些输出达到所期望的电压。 制设定，等于VOCM的输入电压。 ADA4932系列很像标准电压反馈型运算放大器，支持单端 内部共模反馈环路产生的输出在较宽的频率范围内保持高 到差分转换、共模电平转换和差分信号放大。与运算放大 度平衡，无需紧密匹配的外部元件。这使差分输出非常接 器类似，ADA4932系列也有高输入阻抗和低输出阻抗。由 近理想状态，幅度相同，相位相差恰好180°。 于使用电压反馈，ADA4932系列表现为标称恒定增益带 宽积。 采用两个反馈环路来控制差分和共模输出电压。外部电阻 设定的差分反馈只控制差分输出电压。共模反馈控制共模 Rev. D | Page 19 of 28 ADA4932-1/ADA4932-2 应用信息 应用电路分析 输出电压为vnIN乘以噪声增益GN(由下面的GN公式确定)。 ADA4932系列使用高开环增益和负反馈来强制设定其差分 噪声电流与相同的均方值无关，其产生的输出电压等于噪 和共模输出电压，使差分和共模误差电压降到最低。差分 误差电压定义为差分输入+IN和−IN之间的电压(见图55)。 在多数应用中，可以假设此电压为0。同样，实际输出共 模电压与VOCM上的电压之差也可以假设为0。从这些原则 声电流乘以相应的反馈电阻。VOCM引脚的噪声电压密度为 vnCM。当反馈网络的反馈因子相同时(正如大多数情况)， 由 v nCM 产 生 的 输 出 噪 声 是 共 模 的 。 四 个 电 阻 每 个 产 生 (4kTRxx)1/2的噪声。来自反馈电阻的噪声直接出现在输出 出发，可以任意分析任何应用电路。 端，来自增益电阻的噪声乘以R F/R G后出现在输出端。表 设置闭环增益 度项。 11总结了输入噪声源、倍增系数和折合到输出端噪声密 使用“应用电路分析”部分所述方法，可以确定图55所示电 路的差分增益： V IN , dm = RF RG VnRF1 RF1 RG1 inIN+ + inIN– VnIN ADA4932-x 假定各端的输入电阻(RG)和反馈电阻(RF)相等。 VnOD VOCM 估算输出噪声电压 VnRG2 ADA4932系列的差分输出噪声可以用图56中的噪声模型估 RF2 RG2 VnCM VnRF2 07752-047 VOUT , dm VnRG1 图56. 噪声模型 算。折合到输入端的噪声电压密度vnIN以差分输入建模， 噪声电流inIN−和inIN+出现在每个输入与地之间。vnIN对应的 表11. 匹配反馈网络输出噪声电压密度的计算 输入噪声源 差分输入 反相输入 同相输入 VOCM输入 增益电阻RG1 增益电阻RG2 反馈电阻RF1 反馈电阻RF2 输入噪声项 vnIN inIN− inIN+ vnCM vnRG1 vnRG2 vnRF1 vnRF2 输入噪声电压密度 vnIN inIN− × (RF2) inIN+ × (RF1) vnCM (4kTRG1)1/2 (4kTRG2)1/2 (4kTRF1)1/2 (4kTRF2)1/2 输出倍增因子 GN 1 1 0 RF1/RG1 RF2/RG2 1 1 差分输出噪声电压密度项 vnO1 = GN(vnIN) vnO2 = (inIN−)(RF2) vnO3 = (inIN+)(RF1) vnO4 = 0 V vnO5 = (RF1/RG1)(4kTRG1)1/2 vnO6 = (RF2/RG2)(4kTRG2)1/2 vnO7 = (4kTRF1)1/2 vnO8 = (4kTRF2)1/2 表12. 差分输入、直流耦合 RF (Ω) 499 499 768 标称增益(dB) 0 6 10 RG (Ω) 499 249 243 RIN, dm (Ω) 998 498 486 差分输出噪声密度(nV/√Hz) 9.25 12.9 18.2 表13. 以地为参考的单端输入、直流耦合，RS = 50 Ω 标称增益(dB) 0 6 10 1 RF (Ω) 511 523 806 RG1 (Ω) 499 249 243 RT (Ω)(标准1%) 53.6 57.6 57.6 RIN, cm (Ω) 665 374 392 RG2 (Ω)1 525 276 270 RG2 = RG1 + (RS||RT). Rev. D | Page 20 of 28 差分输出噪声密度(nV/√Hz) 9.19 12.6 17.7 ADA4932-1/ADA4932-2 与常规运算放大器类似，可通过用折合到输入端(+IN和 降低，非常类似于使用常规运算放大器制成的四电阻差动 –IN)的误差项乘以合适的输出因子来估算输出噪声电压 放大器。 密度。 这里对以上问题做一个实用的总结，1%容差的电阻会产生 其中： 约40 dB的输入CMRR(最差情况)，2.5 V V OCM输入会产生 2 是电路噪声增益。 (β1 + β2 ) RG1 RG2 和 β2 = 是反馈因子。 β1 = RF1 + RG1 RF2 + RG2 25 mV的差模输出失调(最差情况)，这几乎不会影响VOCM噪 当反馈因子匹配时，RF1/RG1 = RF2/RG2，β1 = β2 = β，噪声增 还是由差分信号源驱动。对于平衡差分输入信号(如图57所 益为 示)，两个输入端(+DIN和−DIN)之间的输入阻抗(RIN, dm)为： GN = 声，也不会对输出平衡误差造成明显恶化。 计算应用电路的输入阻抗 电路的有效输入阻抗取决于放大器是由单端信号源驱动， R 1 GN = = 1 + F β RG RIN, dm = RG + RG = 2 × RG。 RF 注意，此时VOCM的输出噪声为零。总差分输出噪声密度 +VS RG +DIN v nOD = 2 ∑ vnOi –DIN i =1 +IN VOCM 8 RG ADA4932-x VOUT, dm –IN 07752-048 vnOD是各输出噪声项的方和根。 –VS RF 表12和表13列出了几个平衡及非平衡输入配置常用的增益 设置、相关电阻值、输入阻抗和输出噪声密度。 图57. 针对平衡(差分)输入配置的ADA4932系列 反馈网络失配的影响 对于非平衡单端输入信号(见图58)，输入阻抗为 前面提到，即使外部反馈网络(RF/RG)不匹配，内部共模反 馈环路仍然会强制输出保持平衡。每个输出端的信号幅度 R IN , se 保持相等，相位相差180°。输入到输出的差模增益变化与 反馈的不匹配成比例，但输出平衡不受影响。 R G = RF 1− 2 × (RG + R F ) RF 从VOCM引脚到VOUT, dm的增益等于 +VS RIN, se 2(β1 − β2)/(β1 + β2) RG 当β1 = β2时，该项变为零，VOCM输入端的电压(包括噪声) VOCM 不产生差分输出电压。当一个环路断开而另一个有100%反 馈时会出现极端情况；此时，从VOCM输入端到VOUT, ADA4932-x RL VOUT, dm RG 的增 dm –VS 中，反馈环路标称匹配到1%范围内，VOCM输入产生的输出 RF 噪声和失调可忽略不计。如果故意让环路出现很大程度的 不匹配，就有必要包含从VOCM到VOUT, 的增益项，并考虑 dm 额外的噪声。例如，如果β1 = 0.5，β2 = 0.25，则从VOCM到 VOUT, dm的增益为0.67。如果VOCM引脚设为2.5 V，输出就会 出现(2.5 V)(0.67) = 1.67 V的差分失调电压。差分输出噪声 贡献为(9.6 nV/√Hz)(0.67) = 6.4 nV/√Hz。在大多数应用中都 不希望看到这两种结果；因此，最好使用标称匹配的反馈 因子。 07752-049 益是+2或−2，这取决于哪个环路是闭合的。在大多数应用 图58. 采用非平衡(单端)输入的ADA4932系列 该电路的有效输入阻抗高于作为反相放大器连接的常规运 算放大器，因为一小部分差分输出电压在输入端表现为共 模信号，从而部分增高了输入电阻RG两端的电压。放大器 输入端的共模电压可以很容易确定，只要注意反相输入端 电压等于由电阻分压器分压的同相输出电压，该电阻分压 器由下环路中的RF和RG组成。由于负压反馈，这个电压出 现在两个输入端，并与输入信号同相，因此会降低上环路 不匹配的反馈网络还会导致电路抑制输入共模信号的能力 中RG上的有效电压，部分增高RG电阻。 Rev. D | Page 21 of 28 ADA4932-1/ADA4932-2 3. 图60表明，由于添加了端接电阻，现在上反馈环路中的 单端输入的端接 本部分说明如何将单端输入适当地端接至ADA4932系列， 有效RG大于下环路中的RG。为了补偿增益电阻的不平衡 其增益为1，RF = 499 Ω，RG = 499 Ω。 通过端接输出电压为 性，需要添加一个校正电阻(RTS)，并使其与下环路中的 1 V p-p、源电阻为50 Ω的输入源为例来说明必须遵守的四 R G 串联。R TS 是源电阻R S 和端接电阻R T 的戴维宁等效 个步骤。注意，由于端接后信号源输出电压为1 V p-p，所 值，等于RS||RT。 RS 示了这个开路电压。 VS 2V p-p 1. 输入阻抗根据以下公式计算： R 499 = 665 Ω = G R IN , se = 499 RF 1− 1− 2 × (RG + R F ) 2 × ( 499 + 499) RTS = RTH = RS||RT = 25.9 Ω。注意，通过RT = 50 Ω得到的VTH 大于1 Vp-p。经调整的电路如图62所示，它具有端接信号源 的戴维宁等效值(用于RTH的最接近1%值)和在下反馈环路中 RF 499Ω +VS +VS RG 499Ω VOCM ADA4932-x RL VOUT, dm VTH 1.03V p-p RG RTH RG 25.5Ω 499Ω VOCM 499Ω RTS 25.5Ω –VS 499Ω 2. 为了与50 Ω源阻抗匹配，计算端接电阻RT时使用RT||665 Ω = 50 Ω。最接近的RT 1%标准电阻值为53.6 Ω。 RF 均提高，这会降低总闭环增益。第二，如果RT = 50 Ω，则 V TH的值略大于1 V p-p。这两点影响对输出电压的作用相 RG 反，对于反馈环路中的大电阻值(约1 kΩ)，影响会相互抵 499Ω VOCM 图62展示了具有匹配反馈环路的易管理电路，可以轻松地 需要指出端接输入的两点影响。第一，两个环路中的RG值 ADA4932-x RL VOUT, dm 消。对于小RF和RG或高增益，减小的闭环增益不能通过增 RG 加的VTH完全消除。通过估算图62就可以明白这一点。 499Ω –VS RF 499Ω 图60. 添加端接电阻RT 07752-051 VS 2V p-p 图62. 戴维宁等效值和匹配的增益电阻 对它进行评估。 499Ω +VS RT 53.6Ω 499Ω RF 图59. 计算单端输入阻抗RIN RS RL VOUT, dm –VS 07752-050 RF 499Ω RIN, se 50Ω ADA4932-x RG 07752-053 RS 50Ω VTH 1.03V p-p 25.9Ω 图61. 计算戴维宁等效值 499Ω RIN, se 665Ω 50Ω RT 53.6Ω 的RTS。 RF VS 2V p-p RTH 50Ω 07752-052 以信号源的开路输出电压为2 V p-p。图59所示的信号源显 在本例中，期望的差分输出是1 V p-p，因为端接的输入信 号是1 V p-p，闭环增益是1。然而，实际的差分输出电压等 于(1.03 V p-p)(499/524.5) = 0.98 V p-p。为了获得期望的1 V p-p输出电压，可以通过增加RF来实现最终的增益调整， 而不需要更改任何输入电路。这在第4步中讨论。 Rev. D | Page 22 of 28 ADA4932-1/ADA4932-2 4. 作为最终的增益调整，改变反馈电阻值可以获得期望的 输出电压。 虽然ADA4932系列最适合直流耦合应用，但仍然可以用在 交流耦合电路。在信号源和RG之间可以插入输入交流耦合 若要使输出电压VOUT = 1 V p-p，请用以下公式计算RF： RF = (Desired V OUT , dm )(R G + RTS ) VTH = 电容。该交流耦合会阻止直流共模反馈电流，使ADA4932 (1 V p − p)(524.5 Ω) = 509 Ω 1.03 V p − p 最接近509 Ω的标准1%值是511 Ω，它可提供1.00 V p-p的差 分输出电压。 50Ω VOCM引脚根据外部施加的电压及其相关的源电阻产生源电 499Ω VOCM ADA4932-x RG RTS 25.5Ω 载之间。 源电压的中点值[(+V S) + (−V S)]/2。由于有内部分压器， RG RT 53.6Ω 配。输出交流耦合电容可以串联在各输出与其对应的负 器包含两个50 kΩ电阻，接在电源两端，接头电压约等于电 511Ω +VS 1V p-p 中均必须放置这些交流耦合电容，以保持反馈因子匹 ADA4932系列的VOCM引脚通过分压器在内部偏置，该分压 RF RS 系列直流输入共模电压等于直流输出共模电压。两个环路 设置输出共模电压 最终电路如图63所示。 VS 2V p-p 输入和输出容性交流耦合 RL 流和吸电流。使用该内部偏置得到的输出共模电压与预期 VOUT, dm 1.00V p-p 值的偏差在100 mV之内。 499Ω 对于需要对输出共模电平进行更精确控制的情况，建议使 RF 511Ω 07752-054 –VS 用外部源或电阻分压器，其中源电阻小于100 Ω。如果VOCM 需要的精度高于内部分压器产生的精度，可以使用包含相 等电阻值的外部分压器将VOCM设置为电源电压的一半，这 图63. 端接的单端转差分系统，G = 2 时可以使用较高的电阻值，因为外部电阻与内部电阻并联 输入共模电压范围 会降低总电阻值。技术规格部分列出的输出共模失调假设 相 对 于 其 它 具 有 居 中 输 入 范 围 的 AD C驱 动 器 (例 如 VOCM输入由一个低阻抗电压源驱动。 ADA4939系列)来说，ADA4932系列的输入共模电压范围下 移约一个VBE。下一的输入共模范围特别适合于直流耦 也可以将VOCM输入连接到ADC的共模电平(CML)输出；然 合、单端转差分以及单电源应用。 而，必须注意确保输出有足够的驱动能力。VOCM引脚的输 对于±5 V电源，在放大器求和节点的输入共模范围是−4.8 V 准输出，可能需要一个缓冲器来驱动并行输入。 入阻抗约为25 kΩ。如果多个ADA4932器件共用一个ADC基 至+3.2 V；对于+5 V电源，其范围是+0.2 V至+3.2 V。为了 避免非线性，在+IN和−IN端的电压摆幅必须符合该范围。 Rev. D | Page 23 of 28 ADA4932-1/ADA4932-2 高性能精密ADC驱动器 实验显示，采用7.25 V正电源时，针对2.4 MHz音信号具有 使用差分放大器成功驱动ADC与正确平衡差分放大器的每 最佳的整体失真性能。使用低抖动时钟源和单音−1 dBFS幅 一侧有关。图65显示的是ADA4932-1、AD7626的原理图， 度，当AD7626的输入为2.402 MHz时，可产生图64中的结 以及相关电路。在所用的测试电路中，信号源后接一个 果，即88.49 dB SNR和−86.17 dBc THD。在此输入水平下， 2.4 MHz带通滤波器。带通滤波器消除2.4 MHz信号谐波， ADC将SFDR限制为83.8 dB。如曲线所示，基频谐波混叠 确保仅有目标频率通过ADA4932-1和AD7626并被处理。 回流至通带内。例如，以10 MSPS进行采样时，三次谐波 (7.206 MHz)将混叠进入10.000 MHz – 7.206 MHz = 2.794 MHz 在驱动较高频率输入信号至集成开关电容输入的10 MSPS 通带中。 ADC AD7626时，ADA4932-1特别有效。ADA4932-1和 AD7626 IN+与IN−引脚之间的电阻(R8、R9)和电容(C5、C6) 电路用作噪声的低通滤波器。滤波器限制AD7626的输入带 宽，但它的主要功能是优化驱动放大器和AD7626之间的接 口。串联电阻将驱动放大器与来自ADC开关电容前端的高 频开关尖峰相隔离。AD7626数据手册显示的数值为20 Ω和 56 pF。图65中，这些数值凭经验优化为33 Ω和56 pF。电阻 电容组合可针对电路略为优化，且输入频率可通过轻松改 变R-C组合而加以转换；然而，请记住，若组合不正确则 的可见带宽也会产生更多噪声。另一方面的优化在于为 07752-064 将会限制AD7626的THD和线性度性能。另外，提升ADC FREQUENCY (MHz) ADA4932-1选择电源电压。在此电路中，AD7626的输出共 图64. AD7626输出，64,000点，FFT曲线 −1 dBFS幅度， 2.40173 MHz输入信号音，10.000 MSPS采样速率 模电压(VCM引脚)为2.048 V，内部基准电压为4.096 V，各 路输入(IN+、IN−)在0 V和4.096 V之间摆动，相位相差 本电路中，计算SNR和THD时，允许通过带通滤波器通带 180°。这样可为ADC提供8.2 V满量程差分输入。ADA4932-1 的非谐波噪声为奈奎斯特带宽中的平均噪声所代替。该电 输出级针对每个电源电压均要求裕量为1.4 V左右，以便线 路或任何高速电路的性能都高度依赖于适当的PCB布局， 性工作。在电源电压大致与共模电压对称时获得最佳失真 包括但不限于电源旁路、受控阻抗线路(如需要)、元件布 性能。如果选择−2.5 V负电源，则与2.048 V共模电压对称 局、信号布线以及电源层和接地层。有关本电路更为详细 需要正电源至少为+6.5 V。 的分析，请参考电路笔记CN-0105。 +5V 0.1µF 0.1µF +2.048V AD8031 +7.25V 0.1µF 6 7 8 +5V FROM 50Ω SIGNAL SOURCE R6 499Ω 1 2.4MHz BPF R3 499Ω 2 R2 53.6Ω R5 499Ω R1 53.6Ω C1 2.2nF R4 39Ω 9 0.1µF +VS –FB 11 +IN –OUT VOCM R8 33Ω C5 56pF 3 R7 499Ω 4 VCM IN– +OUT 10 R9 33Ω C6 56pF +FB –VS –2.5V 14 VDD1 VDD2 VIO AD7626 –IN 16 15 +2.5V 0.1µF +4.096V TO 0V ADA4932-1 0.1µF +2.5V 0.1µF IN+ GND 0V TO +4.096V PAD 13 0.1µF 图65. ADA4932-1驱动AD7626(未显示所有连接和去耦) 07752-065 5 ADA4932-1/ADA4932-2 高性能ADC驱动 ADA4932系列非常适合宽带直流耦合应用。图66中的电路 本例中，当端接50 Ω电阻时，信号发生器具有 1 V p-p、以 显示了ADA4932-1驱动AD9245的前端连接，后者是一款14 地电压为参考的对称双极性输出。为了降低噪声，VOCM输 位、20 MSPS/40 MSPS/65 MSPS/80 MSPS ADC，ADA4932-1 入被旁路，并通过外部1%电阻来设置，以在较低的3.3V电 的 输 入 和 输 出 端 使 用 直 流 耦 合 。 (采 用 差 分 驱 动 时 ， 源下获得最宽的输出动态范围。 AD9245能够实现最佳性能。)ADA4932-1可以实现单端到 由于输入为直流耦合，因此直流共模电流流入反馈环路， 差分转换和驱动信号缓存等功能，而不需要使用变压器来 0.84 V的标称直流电平出现在放大器的输入端。输出信号 驱动ADC。 的一小部分也会以共模信号的形式出现在输入端；其电平 ADA4932-1采用3.3 V单电源供电，并针对单端输入转差分 值由同相输出端的交流输出摆幅经过下环路的反馈因子分 输出将增益配置为1。53.6 Ω端接电阻与约665 Ω的单端输 压而得。本例中，此纹波为0.5 V p-p × [524.5/(524.5 + 511)] 入阻抗并联，为信号源提供50 Ω端接电阻。反相输入端附 = 0.25 V p-p。该交流信号叠加在0.84 V直流电平上，在输入 加的25.5 Ω(总共524.5 Ω)电阻可平衡50 Ω信号源与驱动同相 端产生摆幅在0.72 V到0.97 V之间的电压。这完全符合0.2 V 输入的端接电阻的并联阻抗。 至1.5 V的规定范围。 输出共模电压为1.65 V时，ADA4932-1各输出的摆幅在1.4 V 至1.9 V之间，相位相反，向ADC输入端提供增益为1、1 V p-p的差分信号。当ADC的SHA电容放电时，ADA4932-1输 出端与ADC之间的差分RC部分对ADC输入端输出的电流 尖峰进行单极低通滤波和额外的缓冲。 将SENSE引脚连接到VREF，可以将AD9245配置为1 V p-p的 满量程输入，如图67所示。 511Ω VOUT, dm = 1V p-p VOUT, cm = 1.65V 3.3V 0.1µF 10kΩ 1% 50Ω 499Ω 2V p-p SIGNAL GENERATOR 0.1µF 33Ω VOCM 53.6Ω 10kΩ 1% 0.1µF ADA4932-1 AVDD 20pF 499Ω 33Ω 25.5Ω VIN– 0.1µF AD9245 VIN+ VREF SENSE AGND 10µF + 511Ω 图66. ADA4932-1驱动AD9245 ADC，直流耦合输入和输出布局布线、接地和旁路 Rev. D | Page 25 of 28 07752-270 1V p-p CENTERED AT GROUND ADA4932-1/ADA4932-2 布局布线、接地和旁路 ADA4932系列作为高速器件，对其所工作的PCB环境非常 在尽可能靠近器件处将电源引脚直接旁路到附近的接地 敏感。要实现其优异的性能，必须注意高速PCB设计的 层。应使用高频陶瓷芯片电容。每个电源推荐使用两个并 细节。 联旁路电容(1000 pF和0.1 μF)。1000 pF电容应离器件更近。 在较远的地方，用10 μF钽电容在每个电源到地之间提供低 第一个要求是实心地层应尽可能覆盖ADA4932系列所在的 频旁路。 电路板区域。然而，反馈电阻(RF)、增益电阻(RG)和输入求 和节点(引脚2和引脚3)附近的区域都不能有接地层和电源 信号路径应该短而直接，避免寄生效应。在互补信号存在 层(见图67)。在这些节点处清除接地和电源层可以将杂散 的地方，对称布局可提高平衡性能。当差分信号经过较长 电容降到最低，防止高频时放大器响应发生峰化现象。 路径时，要保持PCB走线相互靠近，将差分线路缠绕在一 起，尽量降低环路面积。这样做可以降低辐射能量，并使 热阻θJA的测量条件是将器件(包括裸露焊盘)焊接到高导热 电路不容易受干扰影响。 性4层电路板上，如EIA/JESD 51-7所述。 1.30 0.80 07752-055 07752-056 1.30 0.80 图68. 推荐的PCB热焊盘尺寸(毫米) 图67. RF 和RG 附近的接地和电源层的露空 1.30 TOP METAL GROUND PLANE 0.30 PLATED VIA HOLE 07752-057 POWER PLANE BOTTOM METAL 图69. 4层PCB横截面：散热过孔连接到底下的接地层(尺寸单位：毫米) Rev. D | Page 26 of 28 ADA4932-1/ADA4932-2 外形尺寸 3.00 BSC SQ 0.60 MAX 0.45 TOP VIEW 13 16 12 (BOTTOM VIEW) 1 2.75 BSC SQ EXPOSED PAD 9 0.50 BSC 0.80 MAX 0.65 TYP 12° MAX 1.00 0.85 0.80 0.30 0.23 0.18 8 5 4 0.25 MIN 1.50 REF FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 0.05 MAX 0.02 NOM SEATING PLANE PIN 1 INDICATOR *1.45 1.30 SQ 1.15 0.20 REF 072208-A PIN 1 INDICATOR 0.50 0.40 0.30 *COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-VEED-2 EXCEPT FOR EXPOSED PAD DIMENSION. 图70. 16引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ] 3 mm x 3 mm超薄体(CP-16-2) 图示尺寸单位：mm 4.10 4.00 SQ 3.90 PIN 1 INDICATOR 0.50 BSC 24 19 18 1 EXPOSED PAD PIN 1 INDICATOR 2.40 2.30 SQ 2.20 6 13 0.80 0.75 0.70 SEATING PLANE 0.30 0.25 0.20 0.50 0.40 0.30 12 7 BOTTOM VIEW 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.203 REF 0.20 MIN FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 01-18-2012-A TOP VIEW COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WGGD-8. 图71. 24引脚引线框芯片级封装[LFCSP_WQ] 4 mm x 4 mm超薄体(CP-24-14) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号1 ADA4932-1YCPZ-R2 ADA4932-1YCPZ-RL ADA4932-1YCPZ-R7 ADA4932-1YCP-EBZ ADA4932-2YCPZ-R2 ADA4932-2YCPZ-RL ADA4932-2YCPZ-R7 ADA4932-2YCP-EBZ 1 温度范围 −40°C至+105°C −40°C至+105°C −40°C至+105°C −40°C至+105°C −40°C至+105°C −40°C至+105°C 封装描述 16引脚 LFCSP_VQ 16引脚 LFCSP_VQ 16引脚 LFCSP_VQ 评估板 24引脚 LFCSP_WQ 24引脚 LFCSP_WQ 24引脚 LFCSP_WQ 评估板 Z = 符合RoHS标准的器件。 Rev. D | Page 27 of 28 封装选项 CP-16-2 CP-16-2 CP-16-2 订购数量 250 5,000 1,500 CP-24-14 CP-24-14 CP-24-14 250 5,000 1,500 标识 H1K H1K H1K ADA4932-1/ADA4932-2 注释 ©2008–2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D07752sc-0-4/14(D) Rev. D | Page 28 of 28