日本語版

超低歪みの差動ADCドライバ
ADA4937-1/ADA4937-2
13 –VS
16 –VS
ADA4937-1
–FB 1
12 PD
9 VOCM
06591-001
+VS 8
10 +OUT
+FB 4
+VS 7
11 –OUT
–IN 3
+VS 5
+IN 2
+VS 6
きわめて低い高調波歪み
−112dBc HD2＠10MHz
−84dBc HD2＠70MHz
−77dBc HD2＠100MHz
−102dBc HD3＠10MHz
−91dBc HD3＠70MHz
−84dBc HD3＠100MHz
低い入力電圧ノイズ：2.2nV/ Hz
高速
−3dB帯域幅：1.9GHz、G＝1
スルーレート：6000V/µs（25∼75%）
高速なオーバードライブ回復: 1ns
オフセット電圧：0.5mV (typ)
ゲインの外部調整が可能
差動／差動動作またはシングルエンド／差動動作
出力同相電圧が調整可能
単電源動作：3.3∼5V
15 –VS
14 –VS
機能ブロック図
特長
24
23
22
21
20
19
+IN1
–FB1
–VS1
–VS1
PD1
–OUT1
図1. ADA4937-1
アプリケーション
ADA4937-2
18
17
16
15
14
13
+OUT1
VOCM1
–VS2
–VS2
PD2
–OUT2
–IN2 7
+FB2 8
+VS2 9
+VS2 10
VOCM2 11
+OUT2 12
ADCドライバ
シングルエンド／差動コンバータ
IFおよびベースバンド・ゲイン・ブロック
差動バッファ
ライン・ドライバ
1
2
3
4
5
6
06591-002
–IN1
+FB1
+VS1
+VS1
–FB2
+IN2
図2. ADA4937-2
概要
–55
ADA4937は、低ノイズ超低歪みの高速差動アンプです。この
アンプは、周波数範囲DC∼100MHzで分解能が最大16ビット
の高性能ADC（A/Dコンバータ）の駆動用に最適です。
ADA4937は、ADCの入力に合わせて出力同相モードのレベル
ローズド・ループ・ゲインを決めることができます。
ADA4937は、アナログ・デバイセズ独自のシリコン・ゲルマ
ニウム（SiGe）相補型バイポーラ・プロセスで製造されており、
わずか2.2nV/ Hz の入力電圧ノイズで歪みがきわめて低く抑え
られます。低DC オフセットで優れた動的性能を備えているた
め、さまざまなデータ・アクイジションおよび信号処理アプリ
ケーションに最適です。
ADA4937は、鉛フリーの16ピンLFCSP（3mm×3mm）パッ
ケージ（ ADA4937-1 、シングル）または鉛フリーの 24 ピン
LFCSP（4mm×4mm）パッケージ（ADA4937-2、デュアル）
を採用しています。ピン配置は、PCボードのレイアウトを容易
VS = 5.0V
VS = 5.0V
VS = 3.3V
VS = 3.3V
–70
–75
–80
–85
–90
–95
–100
–105
–110
–115
1
10
FREQUENCY (MHz)
図3.
100
06591-003
ADA4937の差動変換ゲインは、簡単に設定することができま
す。4 本の抵抗で構成される簡単な外部帰還回路でアンプのク
–65
DISTORTION (dBc)
を調整できます。内部同相帰還ループにより優れた出力平衡が
得られるほか、偶数次の高調波歪みも除去できます。
HD2,
HD3,
HD2,
HD3,
–60
高調波歪みの周波数特性
ADA4937-1 は動作温度範囲− 40 ∼＋ 105 ℃で、 ADA4937-2
は−40∼＋85℃で、それぞれ仕様が規定されています。両デバ
イスは、3.3Vおよび5Vの電源で動作します。
にし、歪みが最小になるように最適化されています。
REV. A
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ADA4937-1/ADA4937-2
目次
特長 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
アプリケーション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
機能ブロック図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
改訂履歴 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
仕様 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
5V電源動作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3.3V電源動作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
絶対最大定格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
熱抵抗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
ESDに関する注意 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
ピン配置と機能の説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
代表的な性能特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
テスト回路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
動作説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
用語の定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
動作原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
アプリケーション回路の分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
クローズドループ・ゲインの設定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
出力ノイズ電圧の計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
帰還回路の不一致による影響 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
アプリケーション回路の入力インピーダンスの計算 . . . . 19
単電源アプリケーションでの入力同相電圧範囲 . . . . . . . . 20
出力同相電圧の設定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
レイアウト、グラウンディング、バイパス . . . . . . . . . . . . . . 22
高性能ADCの駆動 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.3V電源動作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
外形寸法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
オーダー・ガイド . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
改訂履歴
11/07―Rev. 0 to Rev. A
Added the ADA4937-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Universal
Changes to Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Changes to Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Changes to Figure 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Changes to Typical Performance Characteristics . . . . . . . . . . . 9
Inserted Figure 44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Added the Terminating a Single-Ended Input Section . . . . . . 19
Changes to Table 10 and Table 11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Changes to Layout, Grounding, and Bypassing Section . . . . . 22
Inserted Figure 59, Figure 60, and Figure 61. . . . . . . . . . . . . . 22
Updated Outline Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Changes to Ordering Guide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5/07―Revision 0: Initial Version
―2―
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
仕様
5V電源動作
特に指定のない限り、TA＝25℃、＋VS＝5V、−VS＝0V、VOCM＝＋VS/2、RT＝61.9Ω、RG＝RF＝200Ω、G＝1、RL,dm＝1kΩ。特に指
定のない限り、すべての仕様はシングルエンド入力および差動出力に対するものです。
±DIN―±OUT間の性能
表1
Parameter
Conditions
Min
Typ
Max
Unit
DYNAMIC PERFORMANCE
–3 dB Small Signal Bandwidth
VOUT, dm = 0.1 V p-p
1900
MHz
Bandwidth for 0.1 dB Flatness
VOUT, dm = 0.1 V p-p
200
MHz
Large Signal Bandwidth
VOUT, dm = 2 V p-p
1700
MHz
Slew Rate
VOUT, dm = 2 V p-p; 25% to 75%
6000
V/µs
Overdrive Recovery Time
VIN = 0 V to 1.5 V step; G = 3.16
<1
ns
VOUT, dm = 2 V p-p; 10 MHz
–112
dBc
VOUT, dm = 2 V p-p; 70 MHz
–84
dBc
VOUT, dm = 2 V p-p; 100 MHz
–77
dBc
VOUT, dm = 2 V p-p; 10 MHz
–102
dBc
VOUT, dm = 2 V p-p; 70 MHz
–91
dBc
NOISE/HARMONIC PERFORMANCE See Figure 48 for distortion test circuit
Second Harmonic
Third Harmonic
VOUT, dm = 2 V p-p; 100 MHz
–84
dBc
IMD
f1 = 70 MHz; f2 = 70.1 MHz; VOUT, dm = 2 V p-p
–91
dBc
Voltage Noise (RTI)
f = 100 kHz
2.2
nV/ Hz
Input Current Noise
f = 100 kHz
4
pA/ Hz
Noise Figure
G = 4; RT = 136 Ω; RF = 200 Ω; RG = 37 Ω; f = 100 MHz
15
dB
Crosstalk (ADA4937-2)
f = 100 MHz
–72
dB
INPUT CHARACTERISTICS
Offset Voltage
VOS, dm = VOUT, dm /2; VDIN+ = VDIN− = 2.5 V
–2.5
TMIN to TMAX variation
Input Bias Current
Input Resistance
+2.5
±1
–30
TMIN to TMAX variation
Input Offset Current
±0.5
–21
µV/℃
–10
0.01
–2
+0.5
mV
µA
µA/℃
+2
µA
Differential
6
MΩ
Common mode
3
MΩ
Input Capacitance
1
pF
Input Common-Mode Voltage
0.3 to 3.0
V
–80
dB
CMRR
ΔVOUT, dm /ΔVIN, cm; ΔVIN, cm = ±1 V
–69
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage Swing
Maximum ΔVOUT; single-ended output; RF = RG = 10 kΩ 0.9
Linear Output Current
Output Balance Error
REV. A
ΔVOUT, cm /ΔVOUT, dm; ΔVOUT, dm = 1 V; 10 MHz;
see Figure 47 for test circuit
―3―
4.1
V
>100
mA
–61
dB
ADA4937-1/ADA4937-2
VOCM―±OUT間の性能
表2
Parameter
Conditions
Min
Typ
Max
Unit
VOCM DYNAMIC PERFORMANCE
–3 dB Bandwidth
440
MHz
Slew Rate
VIN = 1.5 V to 3.5 V; 25% to 75%
1150
V/µs
Input Voltage Noise (RTI)
f = 100 kHz
7.5
nV/ Hz
VOCM INPUT CHARACTERISTICS
Input Voltage Range
1.2
Input Resistance
Input Offset Voltage
8
VOS, cm = VOUT, cm; VDIN+ = VDIN− = +VS /2
Input Bias Current
3.8
V
10
12
kΩ
2
7.1
mV
0.5
µA
VOCM CMRR
ΔVOUT, dm /ΔVOCM; ΔVOCM = ±1 V
–70
–75
Gain
ΔVOUT, dm /ΔVOCM; ΔVOCM = ±1 V
0.97
0.98
1.00
5.25
V
42.0
mA
0.5
mA
dB
V/V
POWER SUPPLY
Operating Range
3.0
Quiescent Current per Amplifier
38.0
39.5
Powered down
0.02
0.3
ΔVOUT, dm /ΔVS; ΔVS = 1 V
–70
–90
dB
≤1
V
TMIN to TMAX variation
Power Supply Rejection Ratio
___
POWER-DOWN (PD)
___
PD Input Voltage
17
Powered down
µA/℃
≥2
V
Turn-Off Time
1
µs
Turn-On Time
___
PD Bias Current per Amplifier
200
ns
Enabled
Enabled
Disabled
___
PD = 5 V
___
PD = 0 V
OPERATING TEMPERATURE RANGE
10
30
50
µA
–300
–200
–150
µA
+85
℃
–40
―4―
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
3.3V電源動作
特に指定のない限り、TA＝25℃、＋VS＝3.3V、−VS＝0V、VOCM＝＋VS/2、RT＝61.9Ω、RG＝RF＝200Ω、G＝1、RL,dm＝1kΩ。特に
指定のない限り、すべての仕様はシングルエンド入力および差動出力に対するものです。
±DIN―±OUT間の性能
表3
Parameter
Conditions
Min
Typ
Max
Unit
DYNAMIC PERFORMANCE
–3 dB Small Signal Bandwidth
VOUT, dm = 0.1 V p-p
1800
MHz
Bandwidth for 0.1 dB Flatness
VOUT, dm = 0.1 V p-p
200
MHz
Large Signal Bandwidth
VOUT, dm = 2 V p-p
1300
MHz
Slew Rate
VOUT, dm = 2 V p-p; 25% to 75%
4000
V/µs
Overdrive Recovery Tim
VIN = 0 V to 1.0 V step; G = 3.16
<1
ns
VOUT, dm = 2 V p-p; 10 MHz
–113
dBc
VOUT, dm = 2 V p-p; 70 MHz
–85
dBc
VOUT, dm = 2 V p-p; 100 MHz
–77
dBc
VOUT, dm = 2 V p-p; 10 MHz
–95
dBc
VOUT, dm = 2 V p-p; 70 MHz
–77
dBc
NOISE/HARMONIC PERFORMANCE See Figure 48 for distortion test circuit
Second Harmonic
Third Harmonic
VOUT, dm = 2 V p-p; 100 MHz
–71
dBc
IMD
f1 = 70 MHz; f2 = 70.1 MHz; VOUT, dm = 2 V p-p
–87
dBc
Voltage Noise (RTI)
f = 100 kHz
2.2
nV/ Hz
Input Current Noise
f = 100 kHz
4
pA/ Hz
Noise Figure
G = 4; RT = 136 Ω; RF = 200 Ω; RG = 37 Ω; f = 100 MHz
15
dB
Crosstalk (ADA4937-2)
f = 100 MHz
–72
dB
INPUT CHARACTERISTICS
Offset Voltage
VOS, dm = VOUT, dm /2; VDIN+ = VDIN− = +VS/2
–2.5
TMIN to TMAX variation
Input Bias Current
Input Resistance
+2.5
mV
–10
µA
±1
–50
–20
µV/℃
TMIN to TMAX variation
0.01
µV/℃
Differential
6
MΩ
Common mode
3
MΩ
1
pF
0.3 to 1.2
V
–80
dB
Input Capacitance
Input Common-Mode Voltage
CMRR
±0.5
ΔVOUT, dm /ΔVIN, cm; ΔVIN, cm = ±1 V
–67
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage Swing
Maximum ΔVOUT; single-ended output; RF = RG = 10 kΩ 0.8
Linear Output Current
Output Balance Error
ΔVOUT, cm /ΔVOUT, dm; ΔVOUT, dm = 1 V; f = 10 MHz;
see Figure 47 for test circuit
−
REV. A
―5―
2.5
V
95
mA
–61
dB
ADA4937-1/ADA4937-2
VOCM―±OUT間の性能
表4
Parameter
Conditions
Min
Typ
Max
Unit
VOCM DYNAMIC PERFORMANCE
–3 dB Bandwidth
440
MHz
Slew Rate
VIN = 0.9 V to 2.4 V; 25% to 75%
900
V/µs
Input Voltage Noise (RTI)
f = 100 kHz
7.5
nV/ Hz
VOCM INPUT CHARACTERISTICS
Input Voltage Range
1.2
Input Resistance
Input Offset Voltage
2.1
V
7.1
mV
10
VOS, cm = VOUT, cm; VDIN+ = VDIN− = 1.67 V
2
Input Bias Current
kΩ
0.5
µA
VOCM CMRR
ΔVOUT, dm /ΔVOCM; ΔVOCM = ±1 V
–70
–75
Gain
ΔVOUT, dm /ΔVOCM; ΔVOCM = ±1 V
0.97
0.98
1.00
5.25
V
40
mA
0.5
mA
dB
V/V
POWER SUPPLY
Operating Range
3.0
Quiescent Current per Amplifier
36
38
Powered down
0.02
0.2
ΔVOUT, dm /ΔVS; ΔVS = 1 V
–70
–90
dB
≤1
V
TMIN to TMAX variation
Power Supply Rejection Ratio
___
POWER-DOWN (PD)
___
PD Input Voltage
17
Powered down
µA/℃
≥2
V
Turn-Off Time
1
µs
Turn-On Time
___
PD Bias Current per Amplifier
200
ns
Enabled
Enabled
Disabled
___
PD = 3.3 V
___
PD = 0 V
OPERATING TEMPERATURE RANGE
10
20
30
µA
–200
–120
–100
µA
+105
℃
–40
―6―
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
絶対最大定格
パッケージ内の消費電力（PD）は、静止消費電力と、負荷駆動
に起因するパッケージ内の消費電力との和になります。静止電
力は、電源ピン間の電圧（VS）に静止電流（IS）を乗算して算
出します。負荷駆動に起因する消費電力は、アプリケーション
によって異なります。負荷駆動による消費電力を求めるには、
デバイスの電圧降下と負荷電流を乗算します。これらの式には
RMS電圧とRMS電流を使用します。
表5
Rating
Supply Voltage
5.5 V
Power Dissipation
See Figure 4
Storage Temperature Range
–65℃ to +125℃
Operating Temperature Range
–40℃ to +105℃
ADA4937-2
–40℃ to +85℃
Lead Temperature (Soldering, 10 sec)
300℃
Junction Temperature
150℃
上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えると、デバイスに
恒久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定
格のみを指定するものであり、この仕様の動作セクションに記
載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものではありませ
ん。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くと、デバイスの
信頼性に影響を与えることがあります。
空気流が多いと放熱効果が高まり、θJAの値が小さくなります。
また、金属配線、スルーホール、グラウンド、電源プレーンの
中でパッケージ・ピン／露出パッドに直接接触する金属部分が
増えると、θJAが小さくなります。
図 4 に、 JEDEC 規格 4 層ボード上のシングル 16 ピン LFCSP
（95℃/W）およびデュアル24ピンLFCSP（67℃/W）について
周囲温度に対するパッケージの安全な最大消費電力の関係を示
します。
3.5
MAXIMUM POWER DISSIPATION (W)
ADA4937-1
熱抵抗
θJAは、EIA/JESD 51-7の規定に従い、デバイス（露出パッドを
含む）を熱伝導率が高い2S2P回路ボードにハンダ付けした状態
での仕様です。
表6.
熱抵抗
Package type
θJA
Unit
16-Lead LFCSP (Exposed Pad)
95
℃/W
24-Lead LFCSP (Exposed Pad)
67
℃/W
3.0
2.5
ADA4937-2
2.0
1.5
ADA4937-1
1.0
0.5
0
–40 –30 –20 –10
0
10
20
30
40
50
60
70
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
90
図4. 4層ボードの温度 対 最大消費電力
最大消費電力
ADA4937パッケージの安全な最大消費電力は、チップのジャ
ンクション温度（TJ）の上昇によって制約されます。約150℃
ESDに関する注意
のガラス転移温度で、プラスチックの属性が変化します。この
温度を一時的にでも超えると、パッケージによるチップの応力
が変化し、ADA4937のパラメータ性能が恒久的に変化するこ
とがあります。150℃のジャンクション温度を長時間超過する
と、シリコン・デバイスの内部が変化し、故障が生じることが
あります。
REV. A
80
06591-004
Parameter
ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイス
です。電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、
検知されないまま放電することがあります。本
製品は当社独自の特許技術であるESD保護回路
を内蔵してはいますが、デバイスで高エネル
ギーの静電放電が発生した場合、損傷を生じる
可能性があります。性能劣化や機能低下を防止
するため、ESDに対して適切な予防措置をとる
ことが推奨されます。
―7―
ADA4937-1/ADA4937-2
+IN1
–FB1
–VS1
–VS1
PD1
–OUT1
24
23
22
21
20
19
13 –VS
14 –VS
16 –VS
15 –VS
ピン配置と機能の説明
12 PD
–IN 3
TOP VIEW
(Not to Scale)
10 +OUT
06591-005
9 VOCM
+VS 8
+VS 5
+FB 4
1
2
3
4
5
6
PIN 1
INDICATOR
ADA4937-2
TOP VIEW
(Not to Scale)
18
17
16
15
14
13
+OUT1
VOCM1
–VS2
–VS2
PD2
–OUT2
06591-006
11 –OUT
+VS 7
ADA4937-1
+VS 6
+IN 2
–IN1
+FB1
+VS1
+VS1
–FB2
+IN2
7
8
9
10
11
12
PIN 1
INDICATOR
–IN2
+FB2
+VS2
+VS2
VOCM2
+OUT2
–FB 1
図6. ADA4937-2のピン配置
図5. ADA4937-1のピン配置
表7. ADA4937-1のピン機能の説明
ピン番号
記号
説明
1
2
3
4
5 to 8
9
10
11
12
13 to 16
–FB
+IN
–IN
+FB
+VS
VOCM
+OUT
–OUT
___
PD
–VS
帰還素子接続用の負出力
正入力加算ノード
負入力加算ノード
帰還素子接続用の正出力
正電源電圧
出力同相電圧
負荷接続用の正出力
負荷接続用の負出力
パワーダウン・ピン
負電源電圧
表8. ADA4937-2のピン機能の説明
ピン番号
記号
説明
1
2
3, 4
5
6
–IN1
+FB1
+VS1
–FB2
+IN2
負入力加算ノード1
7
–IN2
負入力加算ノード2
正出力帰還ピン1
正電源電圧1
負出力帰還ピン2
正入力加算ノード2
8
+FB2
正出力帰還ピン2
9, 10
+VS2
正電源電圧2
11
VOCM2
出力同相電圧2
12
+OUT2
正出力2
13
負出力2
14
–OUT2
____
PD2
15, 16
1
18
19
20
21, 22
23
24
–VS2
VOCM1
+OUT1
–OUT1
____
PD1
–VS1
–FB1
+IN1
負電源電圧2
パワーダウン・ピン2
出力同相電圧1
正出力1
負出力1
パワーダウン・ピン1
負電源電圧1
負出力帰還ピン1
正入力加算ノード1
―8―
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
代表的な性能特性
特に指定のない限り、TA＝25℃、＋VS＝5V、−VS＝0V、VOUT, dm＝2Vp-p、VOCM＝＋VS/2、RT＝61.9Ω、RG＝RF＝200Ω、G＝1、
RL,dm＝1kΩ。テストのセットアップについては、図46を参照。
6
0
–3
–6
–9
–12
1
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
図7.
6
–12
G = +1, RF = 200Ω
G = +2, RF = 402Ω
G = +5, RF = 402Ω
1
6
VS = 5.0V
–3
–6
–9
10
100
1000
VS = 3.3V
VS = 5.0V
3
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
0
–3
–6
–9
–12
1
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
図8.
6
–15
06591-008
–15
1
図11.
さまざまな電源に対する小信号周波数応答、
VOUT, dm＝100mV p-p
6
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
–3
–6
1000
–9
さまざまな電源に対する大信号周波数応答
+105°C
+25°C
–40°C
3
0
100
FREQUENCY (MHz)
+105°C
+25°C
–40°C
3
10
06591-011
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
–9
図10. さまざまなゲインに対する大信号周波数応答
–12
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
–6
FREQUENCY (MHz)
さまざまなゲインに対する小信号周波数応答、
VOUT, dm＝100mV p-p
0
0
–3
–6
–9
1
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
図9.
–12
06591-009
–12
REV. A
–3
–15
VS = 3.3V
3
0
1
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
図12.
さまざまな温度に対する小信号周波数応答、
VOUT, dm＝100mV p-p
―9―
さまざまな温度に対する大信号周波数応答
06591-012
–15
G = +1, RF = 200Ω
G = +2, RF = 402Ω
G = +5, RF = 402Ω
3
06591-076
NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB)
3
06591-075
NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB)
6
ADA4937-1/ADA4937-2
6
6
RL = 1kΩ
RL = 100Ω
RL = 200Ω
3
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
0
–3
–6
0
–3
–6
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
–9
1
図16.
さまざまな負荷に対する大信号周波数応答
0
–3
–6
–9
VS = 3.3V, G = +1,
VS = 3.3V, G = +2,
VS = 3.3V, G = +5,
1
10
RF = 200Ω
RF = 402Ω
RF = 402Ω
100
1000
FREQUENCY (MHz)
0
–3
–6
–9
–12
–15
06591-077
–12
3
VS = 3.3V, G = +1,
VS = 3.3V, G = +2,
VS = 3.3V, G = +5,
1
RF = 200Ω
RF = 402Ω
RF = 402Ω
10
100
06591-079
NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB)
3
1000
FREQUENCY (MHz)
図17. さまざまなゲインに対する大信号周波数応答、
VS＝3. 3V
6
6
NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB)
図14. さまざまなゲインに対する小信号周波数応答、
VS＝3. 3VおよびVOUT, dm＝100mV p-p
3
0
–3
–6
–9
–12
–15
G = +1, RF = 348Ω
G = +2, RF = 348Ω
G = +5, RF = 348Ω
1
10
100
FREQUENCY (MHz)
1000
3
0
–3
–6
–9
–12
–15
06591-078
NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB)
1000
6
6
NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB)
100
FREQUENCY (MHz)
図13. さまざまな負荷に対する小信号周波数応答、
VOUT, dm＝100mV p-p
–15
10
06591-016
1
06591-013
–9
G = +1, RF = 348Ω
G = +2, RF = 348Ω
G = +5, RF = 348Ω
1
10
100
06591-080
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
3
RL = 1kΩ
RL = 100Ω
RL = 200Ω
1000
FREQUENCY (MHz)
図15. さまざまなゲインに対する小信号周波数応答、
VOUT, dm＝100mV p-p、RF＝348Ω
図18. さまざまなゲインに対する大信号周波数応答、
RF＝348Ω
― 10 ―
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
–50
VOCM = 1.0V
VOCM = 2.5V
VOCM = 3.9V
HD2,
HD3,
HD2,
HD3,
–60
0
DISTORTION (dBc)
VOCM CLOSED-LOOP GAIN (dB)
3
–3
–6
G
G
G
G
= +1,
= +1,
= +2,
= +2,
RF = 200Ω
RF = 200Ω
RF = 402Ω
RF = 402Ω
–70
–80
–90
–100
–9
–110
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
–0.1
–0.2
–0.3
–0.4
–0.5
1
さまざまなVOCMに対する小信号周波数応答
図22.
–50
RL = 1kΩ, ADA4937-1
RL = 100Ω, ADA4937-1
RL = 1kΩ, ADA4937-2
RL = 100Ω, ADA4937-2
100
HD2,
HD3,
HD2,
HD3,
DISTORTION (dBc)
–60
高調波歪 対 周波数およびゲイン
RL = 1kΩ
RL = 1kΩ
RL = 200Ω
RL = 200Ω
–70
–80
–90
–100
–110
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
図20.
–55
–65
1
10
100
FREQUENCY (MHz)
さまざまな負荷に対する0.1dB平坦性応答
HD2,
HD3,
HD2,
HD3,
–60
–120
06591-023
1
図23.
–50
VS = 5.0V
VS = 5.0V
VS = 3.3V
VS = 3.3V
–60
–70
HD2,
HD3,
HD2,
HD3,
高調波歪 対 周波数および負荷
VS = 3.3V
VS = 3.3V
VS = 5.0V
VS = 5.0V
–70
DISTORTION (dBc)
DISTORTION (dBc)
10
FREQUENCY (MHz)
06591-020
GAIN (dB)
図19.
–120
06591-022
1
06591-019
–12
–75
–80
–85
–90
–95
–100
–80
–90
–100
–110
–105
1
10
100
FREQUENCY (MHz)
図21.
REV. A
–130
–1
06591-021
–115
0
1
2
3
4
5
6
VOUT (V)
図24.
高調波歪 対 周波数および電源電圧
― 11 ―
高調波歪 対 VOUTおよび電源電圧
7
06591-024
–120
–110
ADA4937-1/ADA4937-2
–30
HD2,
HD3,
HD2,
HD3,
–40
–20
DISTORTION (dBc)
DISTORTION (dBc)
–50
0
f = 10MHz
f = 10MHz
f = 75MHz
f = 75MHz
–60
–70
–80
–90
–40
–60
–80
–100
–100
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
VOCM (V)
図25.
–120
69.4
06591-025
–120
1.0
69.6
HD2,
HD3,
HD2,
HD3,
–50
70.0
70.2
70.4
70.6
FREQUENCY (MHz)
高調波歪 対 VOCMおよび周波数
–40
69.8
06591-028
–110
図28. 70MHz相互変調歪
–30
f = 30MHz
f = 30MHz
f = 75MHz
f = 75MHz
RL = 200Ω
CMRR (dB)
DISTORTION (dBc)
–40
–60
–70
–50
–80
–60
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
VOCM (V)
図26.
–50
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
図29. CMRRの周波数応答
–10
1V p-p
1V p-p
2V p-p
2V p-p
RL = 200Ω
–20
OUTPUT BALANCE (dB)
–70
–80
–90
–100
–110
–30
–40
–50
–130
1
10
100
FREQUENCY (MHz)
図27.
–60
1
10
100
FREQUENCY (MHz)
高調波歪 対 周波数およびVOUT、VS＝3.3V
図30.
― 12 ―
1000
06591-068
–120
06591-027
DISTORTION (dBc)
1
高調波歪 対 VOCMおよび周波数、VS＝3.3V
HD2,
HD3,
HD2,
HD3,
–60
–70
06591-026
–100
1.1
06591-029
–90
出力平衡の周波数応答
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
28
–30
G = +1
G = +2
G = +4
VOUT, dm PSRR, VS = 3.3V
26
VOUT, dm PSRR, VS = 5.0V
–40
24
NOISE FIGURE (dB)
–60
–70
–80
22
20
18
16
14
–90
1
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
10
10
06591-031
–100
0
100
FREQUENCY (MHz)
図31. PSRRの周波数応答、RL＝200Ω
図34.
VIN × 3.16
VOUT, dm
4
–10
3
–15
2
–20
–25
VOLTAGE (V)
S-PARAMETERS (dB)
ノイズ係数の周波数応答
5
S11
S22
–5
06591-034
12
–30
–35
–40
–45
1
0
–1
–2
–50
–3
–55
–4
–60
1
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
図32.
–55
–5
06591-032
–65
TIME (4ns/DIV)
リターン・ロス（S11、S22）の周波数応答
図35.
オーバードライブ回復時間（パルス入力）
5
SFDR, RL = 1kΩ
SFDR, RL = 200Ω
–60
06591-069
PSRR (dB)
–50
VIN × 3
VOUT, dm
4
–65
3
–75
SIGNAL LEVEL (V)
–80
–85
–90
–95
–100
2
1
0
–1
–2
–3
–105
–4
–115
–5
1
10
100
FREQUENCY (MHz)
06591-033
–110
0
100
200
300
400
500
600
TIME (ns)
図33. スプリアス・フリー・ダイナミックレンジ
対 周波数および負荷
REV. A
+VS = +2.5V
–VS = –2.5V
図36.
― 13 ―
オーバードライブ振幅特性（三角波入力）
06591-070
DISTORTION (dBc)
–70
60
55
55
50
50
45
45
40
35
+105°C
30
+25°C
25
20
+55°C
0°C
15
–40°C
40
35
15
5
5
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
POWER-DOWN VOLTAGE (V)
0°C
20
10
1.1
+105°C
25
10
0
1.0
+25°C
30
0
1.0
+55°C
–40°C
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
___
___
さまざまな温度に対する電源電流 対 PD
図40.
0.20
VOUT, dm = 4V p-p
VOUT, dm = 2V p-p
3.0
2.5
+VS = +2.5V
–VS = –2.5V
VOCM = 0V
2.0
0.10
1.5
0.05
VOLTAGE (V)
0
–0.05
1.0
0.5
0
–0.5
–1.0
–1.5
–0.10
–2.0
–2.5
–0.15
TIME (1ns/DIV)
図38.
–3.0
06591-071
–0.20
–3.5
TIME (1ns/DIV)
図41.
小信号パルス応答
大信号パルス応答
4.00
2.60
VS = +5V
G=1
RL, dm = 1kΩ
2.58
VS = +5V
G=1
RL, dm = 1kΩ
3.75
3.50
OUTPUT VOLTAGE (V)
2.56
2.54
2.52
2.50
2.48
2.46
3.25
3.00
2.75
2.50
2.25
2.00
1.75
2.44
1.50
2.42
TIME (2ns/DIV)
図39.
1.25
06591-072
2.40
1.00
TIME (2ns/DIV)
小信号VOCMパルス応答
図42.
― 14 ―
06591-073
VOLTAGE (V)
さまざまな温度に対する電源電流 対 PD、VS＝3.3V
3.5
+VS = +2.5V
–VS = –2.5V
VOCM = 0V
0.15
OUTPUT VOLTAGE (V)
2.0
06591-074
図37.
1.9
POWER-DOWN VOLTAGE (V)
06591-040
SUPPLY CURRENT (mA)
60
06591-037
SUPPLY CURRENT (mA)
ADA4937-1/ADA4937-2
大信号VOCMパルス応答
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
2.4
100
2.2
PD INPUT
INPUT VOLTAGE NOISE (nV/ Hz)
2.0
1.8
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
10
06591-043
SINGLE OUTPUT
0.2
0
TIME (150ns/DIV)
1
10
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
___
図45.
図43. PD応答 対 時間
–40
–50
INPUT2, OUTPUT1
CROSSTALK (dB)
–60
–70
–80
–90
–100
INPUT1, OUTPUT2
–110
–120
–140
0.3
1
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
06591-044
–130
図44. ADA4937-2クロストークの周波数応答
REV. A
― 15 ―
電圧スペクトル・ノイズ密度、RTI
10M
06591-045
VOLTAGE (V)
1.6
ADA4937-1/ADA4937-2
テスト回路
200Ω
5V
50Ω
VIN
200Ω
VOCM
61.9Ω
ADA4937
1kΩ
200Ω
06591-046
27.5Ω
200Ω
図46.
等価基本テスト回路
200Ω
5V
50Ω
VIN
200Ω
50Ω
VOCM
61.9Ω
ADA4937
200Ω
50Ω
06591-047
27.5Ω
200Ω
図47.
出力平衡のテスト回路
200Ω
5V
VIN
0.1μF
200Ω
FILTER
61.9Ω
VOCM
FILTER
ADA4937
0.1μF
200Ω
27.5Ω
200Ω
図48.
412Ω
412Ω
06591-048
50Ω
歪み測定のテスト回路
― 16 ―
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
動作説明
同相電圧
用語の定義
同相電圧は、2 つのノード電圧の平均電圧です。出力同相電圧
は、次のように定義されます。
–FB
RG
RF
+IN
VOCM
ADA4937
–DIN
RG R
F
VOUT, cm＝(V+OUT＋V−OUT)/2
–OUT
–IN
+OUT
+FB
図49.
平衡
RL, dm VOUT, dm
出力平衡は、差動信号の振幅一致度、と互いに逆相関係にある
度合を表します。出力平衡を簡単に測定するには、一致した抵
抗分圧器を各差動電圧ノードの間に接続し、この分圧器の中点
信号を差動信号振幅と比較します（図47を参照）。次式に示す
ように、出力平衡は出力同相電圧を出力差動モード電圧で割っ
た値になります。
06591-049
+DIN
回路の定義
差動電圧
差動電圧は、2 つのノード電圧の差です。たとえば、出力差動
電圧（すなわち出力差動モード電圧）は、次のように定義され
ます。
VOUT, dm＝(V+OUT−V−OUT)
ここで、V＋OUT、V−OUTは、それぞれ共通リファレンスを基準と
した＋OUT端子と−OUT端子の電圧です。
REV. A
― 17 ―
Output Balance Error ＝
VOUT, cm
VOUT, dm
ADA4937-1/ADA4937-2
動作原理
ADA4937は、互いに逆向きの電圧を出力する2つの出力を持っ
ている点で、従来型オペアンプと異っています。オペアンプと
同様に、両出力を所望の電圧にするために、オープンループ・
ゲインと負帰還を使っています。標準的な電圧帰還オペアンプ
とほぼ同じように動作するため、シングルエンド／差動変換、
同相電圧レベルのシフト、差動信号の増幅を簡単に行うことが
できます。また、ADA4937はオペアンプのように、高い入力
インピーダンスと低い出力インピーダンスを持っています。
2個の帰還ループを使用して、差動出力電圧と同相出力電圧を
制御します。外部抵抗で設定する差動帰還は差動出力電圧のみ
を制御し、同相帰還は同相出力電圧のみを制御します。この
アーキテクチャにより、出力同相レベルを任意の値に設定する
ことが容易になっています。この値は内部同相帰還によって、
VOCMへの入力電圧と強制的に一致させられますが、差動出力電
圧には影響を与えません。
ADA4937アーキテクチャの採用により、外付け部品が厳密に
一致しなくても、広い周波数範囲で平衡度の高い出力が得られ
ます。同相帰還ループが、出力同相電圧の信号成分を強制的に
ゼロにします。このため、同振幅で位相が180°異なる完全に
近い平衡度を持つ差動出力が得られます。
クローズドループ・ゲインの設定
図49の回路の差動モード・ゲインは、次式で定めることができ
ます。
VOUT, dm
VIN, dm
＝
RF
RG
ここでは、両側の各入力抵抗（RG）および各帰還抵抗（RF）は
等しいものと仮定しています。
出力ノイズ電圧の計算
ADA4937の差動出力ノイズは、図50のノイズ・モデルを使っ
て計算できます。入力換算のノイズ電圧密度vnINは差動入力と
してモデル化されており、ノイズ電流 inIN−および inIN＋は各入力
とグラウンドとの間に流れます。これらのノイズ電流は等しい
と見なされ、ゲイン抵抗と帰還抵抗の並列接続の両端に電圧を
生じさせます。vnCMはVOCMピンでのノイズ電圧密度です。4本
1/2
の抵抗の各々からの成分は、（ 4kTRx ）
になります。表 9 に、
入力ノイズ源、増幅率、出力換算ノイズ密度を示します。
VnRG1
アプリケーション回路の分析
RG1
inIN+
ADA4937は、オープンループ・ゲインと負帰還を使って、差
+
動誤差電圧と同相誤差電圧を最小にするように動作して、差動
および同相の出力電圧を発生します。差動誤差電圧は、＋INお
よび−INの各差動入力間の電圧と定義されます（図49を参照）。
ほとんどの場合、この誤差電圧はゼロと見なすことができます。
同様に、実際の出力同相電圧とVOCMに入力される電圧との差も
ゼロと見なすことができます。この2 つの仮定を行うと、任意
のアプリケーション回路を分析することができます。
表9.
VnRF1
RF1
inIN–
VnIN
ADA4937
VnOD
VnRG2
RG2
RF2
VnCM
VnRF2
06591-050
VOCM
図50. ADA4937ノイズ・モデル
出力ノイズ電圧密度の計算
Input Noise Contribution
Input Noise Term
Input Noise
Voltage Density
Output
Multiplication Factor
Output Noise
Voltage Density Term
Differential Input
vnIN
vnIN
GN
vnO1 = GN(vnIN)
Inverting Input
inIN−
inIN− × (RG2||RF2)
GN
vnO2 = GN[inIN− × (RG2||RF2)]
Noninverting Input
inIN+
inIN+ × (RG1||RF1)
GN
vnO3 = GN[inIN+ × (RG1||RF1)]
VOCM Input
vnCM
vnCM
GN(β1 – β2)
vnO4 = GN(β1 – β2)(vnCM)
Gain Resistor RG1
vnRG1
(4kTRG1)1/2
GN(1 – β2)
vnO5 = GN(1 – β2)(4kTRG1)1/2
Gain Resistor RG2
vnRG2
(4kTRG2)1/2
GN(1 – β1)
vnO6 = GN(1 – β1)(4kTRG2)1/2
Feedback Resistor RF1
vnRF1
1/2
(4kTRF1)
1
vnO7 = (4kTRF1)1/2
Feedback Resistor RF2
vnRF2
(4kTRF2)1/2
1
vnO8 = (4kTRF2)1/2
― 18 ―
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
従来型オペアンプの場合と同様、出力ノイズ電圧密度を計算す
るときは、＋INと−INでの入力換算項に該当する出力係数を乗
算します。
RF
ADA4937
+VS
2
GN ＝
は回路のノイズ・ゲインです。
（ β1＋β2 ）
–DIN
+IN
VOCM
RG
RG1
RG2
β1＝
および β2＝
は帰還率です。
RF1 ＋RG1
RF2＋ RG2
VOUT, dm
–IN
RF
図51. ADA4937の平衡（差動）入力構成
RF1/RG1＝RF2/RG2のとき、β1＝β2＝βになり、ノイズ・ゲイン
は次式のようになります。
GN ＝
RG
06591-051
ここで、
+DIN
不平衡のシングルエンド入力信号の場合（図52を参照）、入力
インピーダンスは次のようになります。
RF
1
＝ 1＋
RG
β
RG
RF
R IN, cm ＝
1−
この場合、VOCMからの出力ノイズはゼロになります。総合差動
出力ノイズ密度 v nOD は、個々の出力ノイズ項の 2 乗和平方根で
す。
2×(RG ＋ RF )
RF
vnOD ＝
∑
+VS
2
vnOi
RG
RS
i=1
VOCM
RT
帰還回路の不一致による影響
前述のように、外部帰還回路（RF/RG）に不一致が生じていて
も、内部同相帰還ループによって出力電圧を強制的に平衡状態
にします。各出力信号の振幅は等しく、位相は180°ずれてい
ます。入力出力間の差動モード・ゲインは帰還回路の不一致度
に比例して変動しますが、出力平衡には影響がありません。
外部抵抗比に一致誤差があると、VOCMからノイズ成分が発生す
るだけではなく、入力端子の同相信号を除去する能力が低下し
ます。これは、従来型オペアンプを使用した4 本の抵抗による
差動アンプの場合とまったく同じです。
また、入力と出力の同相電圧のDCレベルに一致誤差があると、
小さな差動モード出力オフセット電圧が生じます。G＝1のとき
に、入力信号がグラウンド基準で出力同相レベルが2.5Vに設定
されている場合、1％誤差の抵抗を使用すると25mV（同相レベ
ルの差の 1% ）の出力オフセットが生じる可能性があります。
1％誤差の抵抗を使用した場合、約40dBの最悪時入力CMRRと
2.5Vレベル・シフトによる25mVの最悪時差動モード出力オフ
セットが生じますが、出力平衡誤差が大幅に低下することはあ
りません。
ADA4937
VOUT, dm
RG
RS
RT
06591-052
8
RF
図52. ADA4937の不平衡（シングルエンド）入力構成
差動出力電圧の一部が同相信号として入力に現れて、入力抵抗
RGの電圧を部分的に持ち上げるため、インバータとして接続さ
れた従来型オペアンプの場合よりも回路の入力インピーダンス
が実効的に大きくなります。
シングルエンド入力の終端
このセクションでは、ADA4937のシングルエンド入力を正し
く終端する方法について説明します。2Vの入力信号源と50Ωの
ソース抵抗による簡単な例を使い、簡単な4 ステップの手順に
よります。
1. 入力インピーダンスを次式で計算します。
アプリケーション回路の入力インピーダンス
の計算
RG
RF
R IN ＝
1−
回路の有効な入力インピーダンスは、シングルエンドまたは差動
のいずれの信号源でアンプを駆動しているかで異なります。差
動入力信号が平衡している場合（図51を参照）、入力（＋ D I N 、
−DIN）間の入力インピーダンス（RIN, dm）は単にRIN, dm＝2×RGに
なります。
＝
2×(RG ＋ RF )
200
＝267Ω
200
1−
2×( 200＋200 )
RF
RIN
267Ω
VS
2V
200Ω
+VS
RS
RG
50Ω
200Ω
VOCM
ADA4937
RL
VO
RG
–VS
RF
200Ω
図53.
REV. A
― 19 ―
シングルエンド入力インピーダンスRIN
06591-081
200Ω
ADA4937-1/ADA4937-2
2. ソース終端を50Ω にするため、R T ||R IN ＝50Ω から終端抵抗
(RT)を計算します。RT＝61.9Ωとなります。
b. 入力終端による損失を補償するためにVO＝VS＝2Vとす
るためには、RFを次のように求めます。
RF
50Ω
RS
VOUT ×( RG ＋ RTS )
VTH
2× ( 200 ＋ 27.4)
1.1
＝414Ω
RG
50Ω
RF
200Ω
RT
61.9Ω
VOCM
ADA4937
RL
VO
+VS
RG
RS
200Ω
200Ω
図54.
VS
2V
06591-082
–VS
RF
50Ω
RG
RT
61.9Ω
200Ω
VOCM
RTS
27.4Ω
終端抵抗RTの追加
50Ω
RT
61.9Ω
図55.
200Ω
–VS
図57.
VTH
1.1V
27.4Ω
ADA4937は、グラウンド基準の入力信号をレベル・シフトす
テブナン等価回路の計算
RF
RTH
RG
27.4Ω
200Ω
VOCM
るために最適化されています。このため、入力同相電圧範囲の
中心が電源中央値から約1V下に移動しています。5V単電源動
作の場合、アンプの加算ノードの入力同相電圧範囲は 0.3 ∼
3.0V、3.3V電源の場合は0.3∼1.9Vです。出力がカットされる
のを避けるために、＋INピンと−INピンの電圧振幅をこれらの
範囲内に制限する必要があります。
出力同相電圧の設定
200Ω
+VS
ADA4937のVOCMピンは、電源中央値（V＋およびV−の電圧
の平均値）にほぼ等しい電圧に内部的にバイアスされます。こ
の内部バイアスを使用することで、出力同相電圧が予想値の約
100mV以内に収まります
VO
RL 0.97V
ADA4937
出力同相電圧をもっと高い精度で制御したい場合は、外部ソー
スまたは抵抗分割器（10kΩ以上の抵抗）の使用を推奨します。
「仕様」に記載した出力同相オフセットは、VOCM入力を低イン
ピーダンス電圧源によって駆動することを前提としています。
RG
200Ω
06591-084
–VS
RF
200Ω
図56.
シングルエンド／差動変換システム
単電源アプリケーションでの入力同相電圧範囲
RTS＝RTH＝RS||RT＝27.4Ω。VTHはVS /2に等しくないことに注意
してください。これは、アンプ回路により終端が影響を受けな
い場合に該当します。
RTS
27.4Ω
VO
RTH
06591-083
VS
2V
RL
RF
のテブナン等価回路に等しくなります。
RS
ADA4937
RG
3. ゲイン抵抗の不平衡を補償するため、反転入力ゲイン抵抗
RGと直列に抵抗(RTS)を接続します。RTSはソース抵抗RS||RT
VTH
1.1V
＝
06591-085
VS
2V
RF ＝
200Ω
+VS
ゲイン抵抗RGのバランス化
4. 出力電圧を調節するために帰還抵抗を計算します。
a. 出力電圧V OUT ＝1V とするために、次式を使って R F を計
VOCM入力をADCの同相電圧レベル（CML）に接続することも
可能です。この場合は、出力に十分な駆動能力があることを確
認してください。VOCMピンの入力インピーダンスは約10kΩで
す。複数のADA4937デバイスが1つのリファレンス入力を共用
している場合は、バッファの使用を推奨します。
算します。
RF ＝
VOUT ×( RG ＋ RTS )
VTH
＝
1× ( 200 ＋ 27.4)
1.1
＝207Ω
表10と表11に、平衡入力構成と不平衡入力構成について、いく
つかの一般的なゲイン設定、対応する抵抗値、入力インピーダ
ンス、出力ノイズ密度、大信号帯域幅不平衡を示します。
― 20 ―
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
表10.
Nominal Gain (dB)
RF (Ω)
RG (Ω)
RIN, dm (Ω)
Differential Output Noise Density (nV/ Hz )
0
200
200
400
5.8
6
402
200
400
9.6
10
402
127
254
12.1
14
402
80.6
161
16.2
表11.
1
グラウンド基準の差動入力、DC結合、1kΩ負荷（図51を参照）
グラウンド基準のシングルエンド入力、DC結合、RS＝50Ω、RL＝1kΩ（図52を参照）
Nominal Gain (dB)
RF (Ω)
RG1 (Ω)
RT (Ω)
RIN, cm (Ω) RG2 (Ω)1 Differential Output Noise Density (nV/ Hz )
0
200
200
61.9
267
226
5.5
6
402
200
60.4
301
228
8.6
10
402
127
66.5
205
155
0.1
14
402
80.6
76.8
138
111
12.2
RG2 = RG1 + (RS||RT)
REV. A
― 21 ―
ADA4937-1/ADA4937-2
レイアウト、グラウンディング、
バイパス
電源ピンは、できる限りデバイス近くのグラウンド・プレーン
に直接バイパスする必要があります。この場合、高周波セラ
ミック・コンデンサを使用してください。各電源に対して2 個
の並列バイパス・コンデンサ（1000pF、0.1µF）を使用するこ
とを推奨します。 1000pF のコンデンサの方をデバイスの近く
に配置し、それより離れた場所に10µFのタンタル・コンデンサ
を配置して、各電源からグラウンドへの低周波バイパスを行い
ます。
高速デバイスのADA4937は、動作環境となるPCボードの影響
を受けます。優れた性能を実現するためには、高速PCボードの
設計の細部に注意を払う必要があります。このセクションでは、
ADA4937-1で行った対策の詳しい例を示します。
まず、ADA4937の周囲のボード領域をできる限り広く覆う1枚
の厚いグラウンド・プレーンが必要です。ただし、帰還抵抗
（RF）、ゲイン抵抗（RG）、入力加算ノード（2番ピン、3番ピン）
に近接する領域にはグラウンド・プレーンや電源プレーンを配
置しないでください（図58を参照）。こうすることで、各ノー
ドの浮遊容量を最小限に抑えて、高周波領域でのアンプ応答で
のピーキングを防止することができます。
配線の寄生効果を避けるためには、信号経路を短くし、直接的
なルーティングにする必要があります。相補信号が存在する場
合には、安定性能を最大限保証するために対称的なレイアウト
を採用してください。差動信号の長いルーティングが必要なと
きは、PCボード上の両パターンを互いに近づけて配置し、ルー
プ面積が最小になるように差動配線をツイストさせます。こう
することでエネルギーの放射を抑え、干渉の影響を受けにくい
回路にします。
EIA/JESD 51-7の規定に従い熱伝導率の高い4層回路ボードに
ハンダ接続された露出パッドを含む熱抵抗θJAがデバイスに対し
て規定されています。
1.30
0.80
06591-086
1.30 0.80
RFおよびRGの近傍にグラウンド・プレーンと
電源プレーンを配置しない例
06591-087
図58.
図59. PCBサーマル取り付けパッドの推奨寸法（単位mm）
1.30
TOP METAL
GROUND PLANE
0.30
PLATED
VIA HOLE
06591-088
POWER PLANE
BOTTOM METAL
図60.
中間に埋め込まれたグラウンド・プレーンに接続するサーマル・ビアを示す4層PCBの断面図（単位mm）
― 22 ―
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
高性能ADCの駆動
ADA4937は、ブロードバンドIFアプリケーションに最適です。
図 61 は、 105MSPS の 14 ビット ADC （ AD9445 ）を駆動する
ADA4937 のフロントエンド接続を示す回路図です。AD9445
は、差動で駆動した場合に最適な性能を実現します。
ADA4937 はシングルエンド／差動変換回路と駆動信号用の
バッファ回路を内蔵しているため、ADCを駆動するためのトラ
ンスは不要になります。
信号ジェネレータは、グラウンド基準の対称なバイポーラ信号
を出力します。ADA4937 の V OCM ピンは未接続のままにして、
内部分圧器を使って出力同相電圧を電源中央値に設定すること
ができます。同相電圧の半分は加算ノードに帰還されて、−IN
と＋ IN を 1.25V にバイアスします。 2.5V の同相電圧の場合、
ADA4937の各出力振幅は2.0∼3.0Vになるため、2Vp-pの差動
出力が得られます。
ADA4937は、5V単電源とユニティ・ゲインの構成で、シング
ルエンド入力を差動出力に変換します。267Ω のシングルエン
ド入力インピーダンスと並列に接続した61.9Ωの終端抵抗によ
り、信号源に対する50Ω終端を構成します。反転入力に26Ωを
追加することにより（合計で226Ω）、信号源の50Ωと非反転入
カットオフ周波数100MHz の2 次ローパスフィルタを介してア
ンプの出力をADCにAC結合することで、アンプのノイズ帯域
幅を削減し、さらにドライバ出力をADC入力から絶縁すること
ができます。
SENSE ピンを AGND に接続すると、 AD9445 は 2Vp-p フルス
ケール入力に設定されます（図61）。
力を駆動する終端抵抗との並列インピーダンスに一致させま
す。
5V (A) 3.3V (A) 3.3V (D)
200Ω
5V
200Ω
50Ω
61.9Ω
SIGNAL
GENERATOR
VOCM
0.1μF
30nH
+
AD9445
BUFFER T/H
24.3Ω
ADA4937
226Ω
AVDD2 AVDD1 DRVDD
VIN–
47pF
ADC
24.3Ω
0.1μF
200Ω
30nH
14
VIN+
CLOCK/
TIMING
REF
SENSE
06591-054
AGND
図61. 105MSPSの14ビットADC（AD9445）を駆動するADA4937
REV. A
― 23 ―
ADA4937-1/ADA4937-2
図 63 に、 125MSPS の 14 ビット ADC （ AD9246 ）を駆動する
ADA4937 のフロントエンド接続の簡略回路図を示します。
AD9246 は、差動で駆動した場合に最適性能を実現します。
ADA4937はシングルエンド／差動変換回路を内蔵しているた
め、ADCを駆動するためのトランスは不要になります。
ます。AD9246の入力は、図63に示すようにCML出力を接続す
ることで1Vにバイアスされます。
回路は、さまざまな周波数の−1dBFS信号でテストされていま
す。図62に、2次高調波歪み（HD2）と3次高調波歪み（HD3）
の周波数特性を示します。
ADA4937 は5V 単電源と約2V/V ゲインの構成で、シングルエ
ンド入力を差動出力に変換します。 137Ω のシングルエンド入
力インピーダンスと並列に接続した 76.8Ω の終端抵抗により、
信号源に対して 50Ω の AC 終端を構成します。反転入力に 30Ω
を追加することにより（合計で120Ω）、非反転入力を駆動する
終端抵抗と信号源の 50Ω との並列 AC インピーダンスに一致さ
せます。
–75
G = +2
HARMONIC DISTORTION (dBc)
–80
HD2
–90
–95
–100
出力を単極のローパスフィルタにAC 結合することで、アンプ
のノイズ帯域幅を削減し、ADCのスイッチド・キャパシタ入力
からある程度絶縁することができます。SENSEピンをAGND
に接続すると、AD9246は2Vp-pフルスケール入力に設定され
0
20
10μF
50Ω
100
120
図62.
ADA4937とAD9246ADCの組み合わせに対する
HD2とHD3
1.8V
90Ω
90Ω
10μF
+
ADA4937
200Ω
10pF
200Ω
10μF
76.8Ω
33Ω
AVDD
DRVDD
VIN–
AD9246
VIN+
33Ω
D11 TO
D0
AGND SENSE CML
06591-056
VIN
80
5V
76.8Ω
10μF
60
FREQUENCY (MHz)
200Ω
50Ω
40
06591-055
信号ジェネレータは、グラウンド基準の対称なバイポーラ信号
を出力します。ADA4937のVOCMピンは未接続のままであるた
め、内部プルアップが出力同相電圧を電源中央値に設定します。
一部が加算ノードに帰還されて、−INと＋INを0.55Vにバイア
スします。2.5Vの同相電圧の場合、ADA4937の各出力振幅は
2.0∼3.0Vになるため、2Vp-pの差動出力が得られます。
HD3
–85
200Ω
図63. 125MSPSの14ビットADC（AD9246）を駆動するADA4937
― 24 ―
REV. A
ADA4937-1/ADA4937-2
源に対して50Ω終端を構成します。反転入力に26Ωを追加する
ことにより（合計で226Ω）、非反転入力を駆動する終端抵抗と
信号源の 50Ω との並列インピーダンスに一致させます。信号
ジェネレータは、グラウンド基準の対称なバイポーラ信号を出
力します。VOCM ピンは、AD9230 のCML 出力に接続されて
おり、ADA4937の出力同相電圧を1.4Vに設定します。アンプ
の出力同相電圧の1/3が加算ノードに帰還されて、−INと＋IN
を約0.5Vにバイアスします。1.4Vの同相電圧の場合、
ADA4937の各出力振幅は1.09∼1.71Vになるため、1.25Vp-p
の差動出力が得られます。
3.3V電源動作
ADA4937は、単電源アプリケーションで優れた性能を発揮し
ます。ADA4937と低電圧ADCを組み合わせることで、消費電
力を大幅に節約できます。
図 64 に、 1.8V 単電源動作仕様の 250MSPS 12 ビット ADC
（AD9230）をADA4937で駆動する回路の例を示します。ADC
は差動で駆動されるときに最適性能を実現し、1.8V電源電圧内
で得られる信号振幅を最大限使用できます。ADA4937は、シ
ングルエンド／差動変換、同相電圧レベル・シフト、駆動信号
バッファリングを行います。
ADA4937は3.3V単電源と2V/Vゲインの構成で、シングルエン
ド入力を差動出力に変換します。 306Ω のシングルエンド入力
インピーダンスと並列に接続した59Ωの終端抵抗により、信号
ADA4937とAD9230の間に125MHzの3次ローパスフィルタを
接続することで、アンプのノイズ帯域幅を削減し、ドライバ出
力をADC入力から絶縁することができます。
453Ω
1.8V
3.3V
50Ω
VIN
200Ω
59Ω
VOCM
+
ADA4937
33Ω
10pF
56nH
AVDD
VIN–
DRVDD
AD9230
30pF
VIN+
56nH
AGND
CML
06591-057
33Ω
226Ω
453Ω
図64. 250MSPSの12ビットADC（AD9230）を駆動するADA4937
REV. A
D11 TO
D0
― 25 ―
ADA4937-1/ADA4937-2
外形寸法
0.60 MAX
13
12
0.45
PIN 1
INDICATOR
2.75
BSC SQ
TOP
VIEW
9
(BOTTOM VIEW) 4
8
5
0.25 MIN
1.50 REF
0.80 MAX
0.65 TYP
12° MAX
1
EXPOSED
PAD
0.50
BSC
1.00
0.85
0.80
16
PIN 1
INDICATOR
*1.45
1.30 SQ
1.15
D06591-0-11/07(A)-J
3.00
BSC SQ
0.50
0.40
0.30
0.05 MAX
0.02 NOM
SEATING
PLANE
0.30
0.23
0.18
0.20 REF
*COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-VEED-2
EXCEPT FOR EXPOSED PAD DIMENSION.
図65. 16ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・パッケージ［LFCSP_VQ］
3mm×3mmボディ、極薄クワッド
（CP-16-2）
寸法単位：mm
0.60 MAX
4.00
BSC SQ
PIN 1
INDICATOR
0.60 MAX
TOP
VIEW
PIN 1
INDICATOR
0.50
BSC
3.75
BSC SQ
12° MAX
0.80 MAX
0.65 TYP
0.30
0.23
0.18
SEATING
PLANE
2.25
2.10 SQ
1.95
EXPOSED
PAD
(BOTTOM VIEW)
0.50
0.40
0.30
1.00
0.85
0.80
24 1
19
18
13
12
7
6
0.25 MIN
2.50 REF
0.05 MAX
0.02 NOM
0.20 REF
COPLANARITY
0.08
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-VGGD-2
図66. 24ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・パッケージ［LFCSP_VQ］
4mm×4mmボディ、極薄クワッド
（CP-24-1）
寸法単位：mm
オーダー・ガイド
Model
Temperature Range
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–40℃ to +105℃
16-Lead LFCSP_VQ
CP-16-2
5,000
H1S
1
–40℃ to +105℃
16-Lead LFCSP_VQ
CP-16-2
1,500
H1S
ADA4937-1YCPZ-R71
–40℃ to +105℃
16-Lead LFCSP_VQ
CP-16-2
250
H1S
ADA4937-2YCPZ-R21
–40℃ to +85℃
24-Lead LFCSP_VQ
CP-24-1
5,000
ADA4937-2YCPZ-RL1
–40℃ to +85℃
24-Lead LFCSP_VQ
CP-24-1
1,500
ADA4937-2YCPZ-R71
–40℃ to +85℃
24-Lead LFCSP_VQ
CP-24-1
250
ADA4937-1YCPZ-R2
ADA4937-1YCPZ-RL
1
Z＝RoHS適合製品
― 26 ―
REV. A