超低失真电流反馈型差分 ADC驱动器 ADA4927-1/ADA4927-2 特性 13 –VS −91 dBc HD2 @ 70 MHz 14 –VS 16 –VS −105 dBc HD2 @ 10 MHz 15 –VS 功能框图 极低谐波失真 −87 dBc HD2 @ 100 MHz –FB 1 −103 dBc HD3 @ 10 MHz +IN 2 11 –OUT –IN 3 10 +OUT +FB 4 9 VOCM 图1. +IN1 –FB1 –VS1 –VS1 PD1 –OUT1 高速 −3 dB带宽：2.3 GHz 24 23 22 21 20 19 0.1 dB增益平坦度：150 MHz 压摆率：5000 V/μs，25%至75% –IN1 +FB1 +VS1 +VS1 –FB2 +IN2 0.1%快速建立时间：10 ns 低输入失调电压：0.3 mV(典型值) 外部可调增益 1 2 3 4 5 6 ADA4927-2 宽电源电压范围：+5 V至±5 V 图2. –40 应用 概述 ADA4927是一款低噪声、超低失真、高速、电流反馈型差 分放大器，非常适合驱动分辨率最高为16位、DC至100 MHz的高性能ADC。输出共模电平可以轻松地与所需ADC 输入共模电平实现匹配。内部共模反馈环路可提供出色的 输出平衡，并能抑制偶数阶失真产物。 通过四个电阻组成的外部反馈网络，很容易实现差分增益 配置。电流反馈架构提供的环路增益几乎不依赖于闭环增 益，因而可在高增益时实现宽带宽、低失真和低噪声，而 且与同等电压反馈型放大器相比，功耗更低。 ADA4927采用ADI公司的硅-锗互补双极性工艺制造，失真 水平极低，输入电压噪声仅为1.3 nV/√Hz。 –50 –60 –70 –80 –90 –100 G=1 G = 10 G = 20 –110 –120 –130 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k 07574-026 差分线路驱动器 VOUT, dm = 2V p-p SPURIOUS-FREE DYNAMIC RANGE (dBc) 差分缓冲器 07574-002 可调输出共模电压 中频和基带增益模块 +OUT1 VOCM1 –VS2 –VS2 PD2 –OUT2 –IN2 +FB2 +VS2 +VS2 VOCM2 +OUT2 差分转差分或单端转差分操作 单端转差分转换器 18 17 16 15 14 13 7 8 9 10 11 12 通过反馈电阻控制稳定性和带宽 ADC驱动器 +VS 7 低输入电压噪声：1.4 nV/√Hz +VS 8 与电压反馈型放大器相比，在更高增益时失真更低 +VS 6 +VS 5 −89 dBc HD3 @ 100 MHz 12 PD 07574-001 −98 dBc HD3 @ 70 MHz ADA4927-1 图3.不同增益下无杂散动态范围与频率的关系 低直流失调和出色的动态性能使得ADA4927特别适合各种 数据采集与信号处理应用。 ADA4927-1采用3 mm × 3 mm 16引脚无铅LFCSP封装， ADA4927-2采用4 mm × 4 mm 24引脚无铅LFCSP封装。引脚 排列经过优化，有助于印刷电路板(PCB)布局布线，并且 使失真最小。额定工作温度范围为−40°C至+105°C。 Rev. A 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 www.analog.com Fax: 781.461.3113 ©2008-2009 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 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。 ADA4927-1/ADA4927-2 目录 特性.....................................................................................................1 术语定义 ......................................................................................16 应用.....................................................................................................1 应用信息 ..........................................................................................17 概述.....................................................................................................1 应用电路分析 .............................................................................17 功能框图 ............................................................................................1 设置闭环增益 .............................................................................17 修订历史 ............................................................................................2 估算输出噪声电压 ....................................................................17 技术规格 ............................................................................................3 反馈网络失配的影响 ................................................................18 ±5 V电源 ........................................................................................3 计算应用电路的输入阻抗 .......................................................18 +5 V电源 ........................................................................................5 输入共模电压范围 ....................................................................20 绝对最大额定值...............................................................................7 输入和输出容性交流耦合 .......................................................20 热阻.................................................................................................7 设置输出共模电压 ....................................................................20 最大功耗 ........................................................................................7 关断...............................................................................................21 ESD警告 .........................................................................................7 布局布线、接地和旁路................................................................22 引脚配置和功能描述 ......................................................................8 高性能ADC驱动 ............................................................................23 典型工作特性 ...................................................................................9 外形尺寸 ..........................................................................................24 测试电路 ..........................................................................................15 订购指南 ......................................................................................24 工作原理 ..........................................................................................16 修订历史 2009年8月—修订版0至修订版A 更改订购指南部分 ........................................................................24 2008年10月—修订版0：初始版 Rev. A | Page 2 of 24 ADA4927-1/ADA4927-2 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 = 301 Ω，RG = 301 Ω，RT = 56.2 Ω(使用 时)，RL, dm = 1 kΩ。除非另有说明，所有规格针对单端输入、差分输出。信号定义参见图46。 ±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 最小值 条件 输出特性 输出电压摆幅 线性输出电流 输出平衡误差 单位 2300 1500 150 120 5000 10 10 MHz MHz MHz MHz V/µs ns ns 失真测试电路参见图45 VOUT, dm = 2 V p-p, 10 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 70 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 100 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 10 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 70 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 100 MHz f1 = 70 MHz, f2 = 70.1 MHz, VOUT, dm = 2 V p-p f1 = 140 MHz, f2 = 140.1 MHz, VOUT, dm = 2 V p-p f = 100 kHz, G = 28 f = 100 kHz, G = 28 f = 100 MHz, ADA4927-2 −105 −91 −87 −103 −98 −89 −94 −85 1.4 14 −75 dBc dBc dBc dBc dBc dBc dBc dBc nV/√Hz pA/√Hz dB VIP = VIN = VOCM = 0 V tMIN至tMAX变化 tMIN至tMAX变化 输入电容 输入共模电压范围 CMRR 开环跨阻 最大值 VOUT, dm = 0.1 V p-p VOUT, dm = 2.0 V p-p VOUT, dm = 0.1 V p-p, ADA4927-1 VOUT, dm = 0.1 V p-p, ADA4927-2 VOUT, dm = 2 V步进，25%至75% VOUT, dm = 2 V步进 VIN = 0 V至0.9 V步进，G = 10 输入偏置电流 输入失调电流 输入电阻 典型值 −1.3 −15 −10.5 差分 共模 差分 ΔVOUT, dm/ΔVIN, cm, ΔVIN, cm = ±1 V DC −3.5 −70 120 各单端输出，RF = RG = 10 kΩ −3.8 ΔVOUT, cm/ΔVOUT, dm，ΔVOUT, dm = 1 V， 10 MHz，测试电路参见图44 Rev. A | Page 3 of 24 +0.3 ±1.5 +0.5 ±0.1 −0.6 14 120 0.5 +1.3 +15 +10.5 +3.5 −93 185 +3.8 65 −65 mV µV/°C µA µA/°C µA Ω kΩ pF V dB kΩ V mA p-p dB ADA4927-1/ADA4927-2 VOCM 至VOUT, cm 性能 表2 参数 VOCM动态性能 小信号-3 dB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 最小值 条件 典型值 最大值 1300 1000 15 VOUT, cm = 100 mV p-p VIN = −1.0 V至+1.0 V，25%至75% f = 100 kHz 3.8 −10 −70 0.90 VOS, cm = VOUT, cm, VDIN+ = VDIN− = +VS/2 OUT, dm OCM OCM = ±1 V OUT, cm OCM OCM = ±1 V ±3.5 5.0 −2 −97 0.97 单位 MHz V/µs nV/√Hz 7.5 +5.2 1.00 V kΩ mV dB V/V 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 每个放大器的 PD 引脚偏置电流 使能 禁用 条件 最小值 最大值 单位 11.0 22.1 −89 V mA µA/°C mA dB <1.8 >3.2 15 400 V V µs ns 典型值 4.5 tMIN至tMAX变化 掉电 ΔVOUT, dm/ΔVS, ΔVS = 1 V 20.0 ±9.0 2.4 −70 掉电 使能 至0.1% 至0.1% PD = 5 V PD = 0 V 工作温度范围 Rev. A | Page 4 of 24 −2 −110 +2 −90 µA µA −40 +105 °C ADA4927-1/ADA4927-2 ±5 V电源 除非另有说明，TA = 25°C，+VS = 5 V，−VS = − 5 V，VOCM = 0 V，RF = 301 Ω，RG = 301 Ω，RT = 56.2 Ω(使用 时)，RL, dm = 1 kΩ。除非另有说明，所有规格针对单端输入、差分输出。信号定义参见图46。 ±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 条件 最小值 单位 2000 1300 150 110 4200 10 10 MHz MHz MHz MHz V/µs ns ns 失真测试电路参见图45 VOUT, dm = 2 V p-p, 10 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 70 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 100 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 10 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 70 MHz VOUT, dm = 2 V p-p, 100 MHz f1 = 70 MHz, f2 = 70.1 MHz, VOUT, dm = 2 V p-p f1 = 140 MHz, f2 = 140.1 MHz, VOUT, dm = 2 V p-p f = 100 kHz, G = 28 f = 100 kHz, G = 28 f = 100 MHz, ADA4927-2 −104 −91 −86 −95 −80 −76 −93 −84 1.4 19 −75 dBc dBc dBc dBc dBc dBc dBc dBc nV/√Hz pA/√Hz dB VIP = VIN = VOCM = 0 V tMIN至tMAX变化 tMIN至tMAX变化 输入电容 输入共模电压范围 CMRR 开环跨阻 输出特性 输出电压摆幅 线性输出电流 输出平衡误差 最大值 VOUT, dm = 0.1 V p-p VOUT, dm = 2.0 V p-p VOUT, dm = 0.1 V p-p, ADA4927-1 VOUT, dm = 0.1 V p-p, ADA4927-2 VOUT, dm = 2 V步进，25%至75% VOUT, dm = 2 V步进 VIN = 0 V至0.9 V步进，G = 10 输入偏置电流 输入失调电流 输入电阻 典型值 −1.3 −30 −10.5 差分 共模 差分 ΔVOUT, dm/ΔVIN, cm, ΔVIN, cm = ±1 V DC 1.3 −70 120 各单端输出，RF = RG = 10 kΩ +1.0 ΔVOUT, cm/ΔVOUT, dm，ΔVOUT, dm = 1 V， 10 MHz，测试电路参见图44 Rev. A | Page 5 of 24 +0.3 ±1.5 −12 ±0.12 −0.8 14 120 0.5 +1.3 +4.0 +10.5 3.7 −96 185 +4.0 50 −65 mV µV/°C µA µA/°C µA Ω kΩ pF V dB kΩ V mA p-p dB ADA4927-1/ADA4927-2 VOCM 至VOUT, cm 性能 表5 参数 VOCM动态性能 小信号-3 dB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 最小值 条件 典型值 最大值 1300 1000 15 VOUT, cm = 100 mV p-p VIN = −1.0 V至+1.0 V，25%至75% f = 100 kHz 3.8 −10 −70 0.90 VOS, cm = VOUT, cm, VDIN+ = VDIN− = +VS/2 OUT, dm OCM OCM = ±1 V OUT, cm OCM OCM = ±1 V ±3.5 5.0 −2 −97 0.97 单位 MHz V/µs nV/√Hz 7.5 +5.2 1.00 V kΩ mV dB V/V 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 每个放大器的 PD 引脚偏置电流 使能 禁用 条件 最小值 最大值 单位 11.0 22.6 −89 V mA µA/°C mA dB <1.7 >3.0 20 500 V V µs ns 典型值 4.5 tMIN至tMAX变化 掉电 ΔVOUT, dm/ΔVS, ΔVS = 1 V 20.0 ±7.0 0.6 −70 掉电 使能 PD = 5 V PD = 0 V 工作温度范围 Rev. A | Page 4 of 24 −2 −110 +2 −90 µA µA −40 +105 °C ADA4927-1/ADA4927-2 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 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 引脚温度(焊接，10秒) 结温 额定值 11 V 见图 4 ±5 mA −65°C 至 +125°C −40°C 至 +105°C 300°C 150°C 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 坏。这只是代表器件受压的额定最大值，但并不表示在这 些条件下或者在任何其它超出本技术规范操作章节中所示 规格的条件下，器件能够正常工作。长期在绝对最大额定 耗之和，而静态功耗则为电源引脚之间的电压(VS)乘以静 态电流(IS)。负载驱动所导致的功耗取决于具体应用。负载 驱动所导致的功耗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 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 层相连的PCB焊盘)，单通道16引脚LFCSP (87°C/W)和双通 道24引脚LFCSP (47°C/W)两种封装的最大安全功耗与环境 温度的关系。 4.5 热阻 4.0 MAXIMUM POWER DISSIPATION (W) 值条件下工作会影响器件的可靠性。 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 封装类型 16引脚 LFCSP(裸露焊盘) 24引脚 LFCSP(裸露焊盘) θJA 87 47 单位 °C/W °C/W 最大功耗 3.5 3.0 ADA4927-2 2.5 2.0 ADA4927-1 1.5 1.0 0.5 0 –40 ADA4927封装内的最大安全功耗受限于相应的芯片结温 0 20 40 60 80 AMBIENT TEMPERATURE (°C) (TJ)的升高情况。达到玻璃化转变温度150°C左右时，塑料 100 图4. 4层板最大功耗与环境温度的关系 的特性会发生改变。即使只是暂时超过这一温度限值也会 改变封装对芯片作用的应力，从而永久性地转变ADA4927 –20 07574-003 表7 ESD警告 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. A | Page 7 of 24 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。 ADA4927-1/ADA4927-2 +IN1 –FB1 –VS1 –VS1 PD1 –OUT1 24 23 22 21 20 19 14 –VS 13 –VS 16 –VS 15 –VS 引脚配置和功能描述 12 PD 11 –OUT –IN 3 TOP VIEW (Not to Scale) 10 +OUT 9 VOCM PIN 1 INDICATOR ADA4927-2 TOP VIEW (Not to Scale) 18 17 16 15 14 13 +OUT1 VOCM1 –VS2 –VS2 PD2 –OUT2 –IN2 +FB2 +VS2 +VS2 VOCM2 +OUT2 NOTES 1. CONNECT THE EXPOSED PADDLE TO ANY PLANE BETWEEN AND INCLUDING +VS AND –VS. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 +VS 8 +VS 5 +FB 4 +VS 7 ADA4927-1 +VS 6 +IN 2 –IN1 +FB1 +VS1 +VS1 –FB2 +IN2 NOTES 1. CONNECT THE EXPOSED PADDLE TO ANY PLANE BETWEEN AND INCLUDING +VS AND –V S. 图5. ADA4927-1引脚配置 07574-006 PIN 1 INDICATOR 07574-005 –FB 1 图6. ADA4927-2引脚配置 表9. ADA4927-1引脚功能描述 表10. ADA4927-2引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5至8 9 10 11 12 13 至 16 17 (EPAD) 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) 引脚名称 −FB +IN −IN +FB +VS VOCM +OUT −OUT PD −VS 裸露焊盘 Pad (EPAD) 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 掉电引脚 负电源电压 裸露焊盘连接到+VS、−VS或二者之 间的任何层 Rev. A | Page 8 of 24 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 Pad (EPAD) 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 掉电引脚2 负电源电压2 输出共模电压1 正输出1 负输出1 掉电引脚1 负电源电压1 负输出反馈1 正输入求和节点1 裸露焊盘连接到+VS、−VS或二者之 间的任何层 ADA4927-1/ADA4927-2 典型工作特性 除非另有说明，TA = 25°C，+VS = 5 V，−VS = − −5 V，VOCM = 0 V，RG = 301 Ω，RF = 301 Ω，RT = 56.2 Ω（使用时），RL, dm = 1 kΩ。基本测试设置参见图43。信号定义参见图46。 3 0 –3 –6 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k 10k –3 –6 G = 1, RF = 301Ω G = 10, RF = 442Ω G = 20, RF = 604Ω –9 –12 1 图7. 不同增益下的小信号频率响应 CLOSED-LOOP GAIN (dB) CLOSED-LOOP GAIN (dB) –3 –6 0 –3 –6 VS = ±5V VS = ±2.5V VS = ±5V VS = ±2.5V 1k 10k –9 10 07574-008 100 FREQUENCY (MHz) 图8. 不同电源下的小信号频率响应 3 3 VOUT, dm = 100mV p-p 10k VOUT, dm = 2V p-p 0 CLOSED-LOOP GAIN (dB) –3 –6 TA +25°C TA +105°C TA –40°C –9 1 10 –3 –6 TA +25°C TA +105°C TA –40°C –9 100 FREQUENCY (MHz) 1k 10k –12 07574-009 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 100 1k FREQUENCY (MHz) 图11. 不同电源下的大信号频率响应 0 –12 10k VOUT, dm = 2V p-p 0 10 1k 3 VOUT, dm = 100mV p-p 1 100 FREQUENCY (MHz) 图10. 不同增益下的大信号频率响应 3 –9 10 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k 图12. 不同温度下的大信号频率响应 图9. 不同温度下的小信号频率响应 Rev. A | Page 9 of 24 10k 07574-012 –12 G = 1, RF = 301Ω G = 10, RF = 442Ω G = 20, RF = 604Ω 0 07574-011 –9 VOUT, dm = 2V p-p 07574-010 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) VOUT, dm = 100mV p-p 07574-007 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 3 ADA4927-1/ADA4927-2 3 3 VOUT, dm = 100mV p-p –3 –6 RL = 200Ω RL = 1kΩ –9 1 10 –6 RL = 1kΩ RL = 200Ω –9 100 FREQUENCY (MHz) 1k 10k –12 1 10 3 VOUT, dm = 100mV p-p VOUT, dm = 2V p-p –6 VOCM = –4V VOCM = –3.5V VOCM = 0V VOCM = +3.5V VOCM = +4V 1 10 100 FREQUENCY (MHz) –3 –6 VOCM = –3.5V VOCM = 0V VOCM = +3.5V –9 1k 10k –12 1 图14. 不同VOCM 电平下的小信号频率响应 0.5 3 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0.3 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.4 –0.5 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k 07574-015 VS = ±5V, RL = 1kΩ VS = ±2.5V, RL = 1kΩ VS = ±5V, RL = 200Ω VS = ±2.5V, RL = 200Ω –0.3 100 FREQUENCY (MHz) 1k 10k 图17. 不同VOCM 电平下的大信号频率响应 VOUT, dm = 100mV p-p 0.4 10 07574-017 CLOSED-LOOP GAIN (dB) –3 –9 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 10k 0 07574-014 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 –12 1k 图16. 不同负载下的大信号频率响应 图13. 不同负载下的小信号频率响应 3 100 FREQUENCY (MHz) 图15. 不同负载和电源下的0.1 dB平坦度小信号频率响应 VOUT, cm = 100mV p-p 0 –3 –6 VOCM = 0V dc VOCM = +2.5V dc VOCM = +4.1V dc VOCM = –2.5V dc VOCM = –4.1V dc –9 –12 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k 图18. 不同直流电平下的VOCM 小信号频率响应 Rev. A | Page 10 of 24 5k 07574-018 –12 –3 07574-016 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 07574-013 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 VOUT, dm = 2V p-p ADA4927-1/ADA4927-2 –40 HARMONIC DISTORTION (dBc) –60 –70 –80 –90 –100 –120 1 RL = 1k RL = 1k RL = 200 RL = 200 –60 –70 –80 –90 –100 HD2, G HD3, G HD2, G HD3, G HD2, G HD3, G –110 –120 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k –130 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 图19. 不同负载下谐波失真与频率的关系 –30 VOUT, dm = 2V p-p HARMONIC DISTORTION (dBc) –70 –80 –90 –100 –120 1 VS = ±5V VS = ±5V VS = ±2.5V VS = ±2.5V 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k –80 –90 –100 HD2, HD3, HD2, HD3, –110 0 1 2 3 4 5 6 VOUT, dm (V p-p) 7 VS = ±5V VS = ±5V VS = ±2.5V VS = ±2.5V 8 9 –40 VOUT, dm = 2V p-p VOUT, dm = 2V p-p –50 HARMONIC DISTORTION (dBc) –40 –50 –60 –70 –80 –90 –100 0.4 0.6 0.8 1.0 –60 HD2, 10MHz HD3, 10MHz –70 –80 –90 –100 –110 HD2, 10MHz HD3, 10MHz –110 –120 –1.2 –1.0 –0.8 –0.6 –0.4 –0.2 0 0.2 VOCM (V) –70 图23. 谐波失真与VOUT, dm 和电源电压的关系，f = 10 MHz 1.2 07574-021 HARMONIC DISTORTION (dBc) –30 –60 –130 图20. 不同电源下谐波失真与频率的关系 –20 –50 –120 07574-020 HARMONIC DISTORTION (dBc) –60 –130 VOUT, dm = 2V p-p –40 –50 HD2, HD3, HD2, HD3, 1k 图22. 不同增益下谐波失真与频率的关系 –40 –110 =1 =1 = 10 = 10 = 20 = 20 07574-023 HD2, HD3, HD2, HD3, –110 –130 VOUT, dm = 2V p-p –50 07574-019 HARMONIC DISTORTION (dBc) –50 07574-022 VOUT, dm = 2V p-p –120 –4 –3 –2 –1 0 VOCM (V) 1 2 3 图24. 10 MHz、±5 V电源下谐波失真与VOCM 的关系 图21. 10 MHz、±2.5 V电源下谐波失真与VOCM 的关系 Rev. A | Page 11 of 24 4 07574-024 –40 ADA4927-1/ADA4927-2 20 –40 VS = ±2.5V VOUT, dm = 2V p-p NORMALIZED SPECTRUM (dBc) 0 –60 –70 –80 –90 –100 –120 –130 1 VOUT, dm = 2V p-p VOUT, dm = 2V p-p VOUT, dm = 1V p-p VOUT, dm = 1V p-p 10 100 FREQUENCY (MHz) –40 –60 –80 –100 1k –120 69.6 69.7 69.8 –60 –60 CROSSTALK (dB) –70 –80 –90 –100 G=1 G = 10 G = 20 –110 –120 70.5 10 100 FREQUENCY (MHz) INPUT AMP2 TO OUTPUT AMP1 INPUT AMP1 TO OUTPUT AMP2 –70 –80 –90 –100 –110 –120 –130 1k –140 0.1 07574-026 SPURIOUS-FREE DYNAMIC RANGE (dBc) –50 1 70.4 –40 VOUT, dm = 2V p-p –50 –130 70.3 图28. 70 MHz交调失真 图25. 不同VOUT, dm 下谐波失真与频率的关系 –40 69.9 70.0 70.1 70.2 FREQUENCY (MHz) 07574-028 HD2, HD3, HD2, HD3, –20 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 1k 07574-029 –110 07574-025 HARMONIC DISTORTION (dBc) –50 图29. ADA4927-2串扰与频率的关系 图26. 不同增益下无杂散动态范围与频率的关系 –20 –40 RL, dm = 200Ω RL, dm = 200Ω –45 –30 –50 –40 PSRR (dB) –60 –65 –70 –75 –50 –60 –70 –80 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k 图27. CMRR与频率的关系 –90 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 图30. PSRR与频率的关系 Rev. A | Page 12 of 24 1k 07574-030 –90 VS = ±5V, –PSRR VS = ±5V, +PSRR –80 –85 07574-027 CMRR (dB) –55 ADA4927-1/ADA4927-2 1k –30 50 –50 –60 –70 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k 1 –150 0.1 10 100 图31. 输出平衡与频率的关系 CLOSED-LOOP OUTPUT IMPEDANCE (Ω) RETURN LOSS (dB) –30 –40 S11 S22 –60 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k 30 100M –200 10G 1G 25 VOP, VS = ±5V VON, VS = ±5V VOP, VS = ±2.5V VON, VS = ±2.5V 20 15 10 5 0 –5 –10 0.1 07574-032 1 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 35 RL, dm = 200Ω INPUT SINGLE-ENDED, 50Ω LOAD TERMINATION –10 OUTPUT DIFFERENTIAL, 100Ω SOURCE TERMINATION S11: COMMON-MODE-TO-COMMON-MODE S22: DIFFERENTIAL-TO-DIFFERENTIAL –20 –70 1k 图34. 开环跨导幅度和相位与频率的关系 0 –50 –100 PHASE 图32. 回损(S11, S12)与频率的关系 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 1k 07574-035 1 –50 10 07574-031 –80 0 MAGNITUDE 100 图35. 不同电源下闭环输出阻抗幅度与频率的关系(G = 1) 10 100 VOLTAGE (V) 5 10 VOUT, dm 0 1 10 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 100M –10 0 10 20 30 40 50 60 TIME (ns) 70 图36. 过驱恢复(G = 10) 图33. 折合到输入端的电压噪声频谱密度 Rev. A | Page 13 of 24 80 90 100 07574-036 –5 07574-033 INPUT VOLTAGE NOISE (nV/ Hz) VIN × 10 07574-034 IMPEDANCE MAGNITUDE (kΩ) OUTPUT BALANCE (dB) –40 IMPEDANCE PHASE (Degrees) RL, dm = 200Ω ADA4927-1/ADA4927-2 1.0 40 30 20 10 0 –10 –20 –30 –40 –50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TIME (ns) 0 –0.5 –1.0 0 1 2 7 8 9 10 30 20 10 0 –10 –20 –30 –40 –50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 8 9 10 0.5 0 –0.5 –1.0 –1.5 0.6 7 1.0 0.5 6 0.8 0.4 0.6 0.3 0 –0.2 –0.1 –0.4 –0.2 –0.6 –0.3 INPUT 50 TIME (ns) 60 70 80 2.00 1.75 1.50 1.25 2 1 1.00 0 0.75 –1 –2 –4 –5 –0.5 –6 –0.6 90 –7 07574-039 –1.0 40 6 0.50 –3 –0.4 30 5 3 PD VOLTAGE (V) 0 20 4 4 ERROR (%) 0.1 10 3 5 0.2 ERROR 0.2 0 2 图41. VOCM 大信号脉冲响应 1.2 –0.8 1 TIME (ns) 图38. VOCM 小信号脉冲响应 0.4 0 图39. 建立时间 0.25 PD VOUT, dm 0 –0.25 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 TIME (µs) 图42. PD 响应时间 Rev. A | Page 14 of 24 OUTPUT VOLTAGE (V) 0 1.0 07574-041 COMMON-MODE OUTPUT VOLTAGE (mV) 40 07574-038 DIFFERENTIAL OUTPUT VOLTAGE (mV) 6 1.5 50 TIME (ns) INPUT SIGNAL (mV) 5 图40. 大信号脉冲响应 60 –1.2 –10 4 TIME (ns) 图37. 小信号脉冲响应 –60 3 07574-042 –60 0.5 07574-040 DIFFERENTIAL OUTPUT VOLTAGE (mV) 50 07574-037 DIFFERENTIAL OUTPUT VOLTAGE (mV) 60 ADA4927-1/ADA4927-2 测试电路 301Ω DC-COUPLED GENERATOR +5V 50Ω VIN 301Ω ADA4927 56.2Ω 1kΩ 301Ω 07574-043 0.1µF –5V 301Ω 图43. 等效基本测试电路，G = 1 DIFFERENTIAL NETWORK ANALYZER INPUT NETWORK ANALYZER OUTPUT AC-COUPLED 301Ω 50Ω +5V 50Ω 301Ω 56.2Ω VIN 49.9Ω VOCM ADA4927 301Ω –5V 301Ω DIFFERENTIAL NETWORK ANALYZER INPUT 49.9Ω 50Ω 07574-044 0.1µF 图44. 输出平衡的测试电路，CMRR 301Ω DC-COUPLED GENERATOR 56.2Ω VIN 0.1µF 301Ω LOW-PASS FILTER VOCM ADA4927 25.5Ω 261Ω 0.1µF 301Ω 442Ω 200Ω 2:1 50Ω DUAL FILTER HP LP CT 442Ω 0.1µF –5V 301Ω 图45. 失真测量的测试电路 Rev. A | Page 15 of 24 07574-045 50Ω +5V ADA4927-1/ADA4927-2 ADA4927与常规运算放大器不同，它有两个电压反向的输 术语定义 –FB 出和一个附加输入VOCM。此外，ADA4927采用电流反馈架 +DIN 构。与传统电流反馈型运算放大器类似，它通过高开环跨 –DIN ADA4927很像标准电流反馈型运算放大器，支持单端到差 输出，闭环输出阻抗等于开环输出阻抗除以一个系数(1+ 环路增益)。由于使用电流反馈，ADA4927表现为标称恒 +IN –OUT ADA4927 RG R F +OUT –IN +FB 分转换、共模电平转换和差分信号放大。而且，与电流反 节点实际上是发射极-跟随器输出。ADA4927具有低阻抗 RF VOCM 导T(s)和负电流反馈强制这些输出达到所期望的电压。 馈运放一样，ADA4927也具有低输入阻抗求和节点，这些 RG RL, dm VOUT, dm 07574-046 工作原理 图46. 电路定义 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： VOUT, dm = (V+OUT − V−OUT) 定反馈电阻带宽积。换言之，ADA4927的闭环带宽和稳定 性主要取决于反馈电阻值。典型配置的闭环增益方程式与 其中，V+OUT和V–OUT分别指+OUT引脚和–OUT引脚相对于 同等电压反馈型差分放大器相同。主要区别在于， 同一地基准电压的电压。类似地，差分输入电压定义为： ADA4927的动态性能取决于反馈电阻值，而不是噪声增 益。因此，反馈环路所用的元件必须为阻性，其值应确保 电路稳定并具有充足的带宽。 VIN, dm = (+DIN − (−DIN)) 共模电压 共模电压指两个节点电压相对于局部地基准电压的平均 采用两个反馈环路来控制差分和共模输出电压。差分反馈 值。输出共模电压定义为： 环路使用电流反馈架构和外部电阻，仅控制差分输出电 VOUT, cm = (V+OUT + V−OUT)/2 压。共模反馈环路为内置，使用电压反馈架构，仅控制共 模输出电压。这种架构可以很容易地将输出共模电平设为 平衡 规定范围内的任意值。输出共模电压由内部共模环路强制 输出平衡衡量差分信号的幅度相等的程度和相位相反的程 设定，等于VOCM的输入电压。 度。确定输出平衡的最简单方法是在差分电压节点之间放 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 度平衡，无需严密匹配的外部元件。这使差分输出非常接 近理想状态，幅度相同，相位相差恰好180°。 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44)。根据这种定义， 输出平衡等于输出共模电压的幅度除以输出差模电压的幅 度： 输出平衡误差 = Rev. A | Page 16 of 24 ∆VOUT , cm ∆VOUT , dm ADA4927-1/ADA4927-2 应用信息 应用电路分析 估算输出噪声电压 ADA4927使用高开环跨导和负电流反馈来控制其差分输出 ADA4927的差分输出噪声可以用图47中的噪声模型估算。 电压，这样可以使差分误差电流降到最低。差分误差电流 折合到输入端的噪声电压密度vnIN以差分输入建模，噪声 定义为流入和流出差分输入+IN和−IN的电流(见图46)。在 电流inIN−和inIN+出现在每个输入与地之间。vnIN对应的输出 多数应用中，可以假设这些电流为零。+IN和−IN输入之间 电压为vnIN乘以噪声增益GN(由GN公式确定)。噪声电流与 的电压内部调校至0V；因此，放大器输入端的电压相等， 相同的均方值无关，其产生的输出电压等于噪声电流乘以 外部分析可以按照与电压反馈型放大器类似的方式进行。 相应的反馈电阻。VOCM引脚的噪声电压密度为vnCM。当反 同样，实际输出共模电压与VOCM上的电压之差也可以假设 馈网络的反馈因子相同时(正如大多数情况)，由vnCM产生 为零。从这些原则出发，可以任意分析任何应用电路。 的输出噪声是共模的。四个电阻每个产生(4kTRxx)1/2的噪 设置闭环增益 声。来自反馈电阻的噪声直接出现在输出端，来自各增益 使用上述方法，可以确定图46所示电路的差分增益： 电阻的噪声出现在输出端(乘以RF/RG)。表11总结了输入噪 声源、倍增系数和折合到输出端噪声密度项。 VOUT , dm V IN , dm = RF RG VnRG1 RG1 VnRF1 RF1 inIN+ + 假定各端的输入电阻(RG)和反馈电阻(RF)相等。 inIN– VnIN ADA4927 VnOD VnRG2 RG2 RF2 VnCM VnRF2 07574-047 VOCM 图47. 噪声模型 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 Rev. A | Page 17 of 24 输入噪声电压密度 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 vnO5 = (RF1/RG1)(4kTRG1)1/2 vnO6 = (RF2/RG2)(4kTRG2)1/2 vnO7 = (4kTRF1)1/2 vnO8 = (4kTRF2)1/2 ADA4927-1/ADA4927-2 表12. 差分输入、直流耦合 RF (Ω) 301 442 604 标称增益(dB) 0 20 26 RG (Ω) 301 44.2 30.1 RIN, dm (Ω) 602 88.4 60.2 差分输出噪声密度(nV/√Hz) 8.0 21.8 37.9 表13. 以地为参考的单端输入、直流耦合，RS = 50 Ω RF (Ω) 309 511 806 标称增益(dB) 0 20 26 1 RG1 (Ω) 301 39.2 28 RT (Ω) 56.2 158 649 RIN, cm (Ω) 401 73.2 54.2 RG2 (Ω)1 328 77.2 74.4 差分输出噪声密度 (nV/√Hz) 8.1 18.6 29.1 RG2 = RG1 + (RS||RT). 与常规运算放大器类似，可通过用折合到输入端(+IN和 在大多数应用中，反馈环路标称匹配到1%范围内，VOCM输 –IN)的误差项乘以合适的输出因子来估算输出噪声电压密 入产生的输出噪声和失调可忽略不计。如果故意让环路出 度。 现很大程度的不匹配，就有必要包含从VOCM到VO, dm的增益 项，并考虑额外的噪声。例如，如果β1 = 0.5，β2 = 0.25， 其中: 则从VOCM到VO,dm的增益为0.67。如果VOCM引脚设为2.5 V， 2 GN = (β 1 + β 2 ) 输出就会出现(2.5 V)(0.67) = 1.67 V的差分失调电压。差分 是电路噪声增益。 RG 1 RG 2 β1 = 和 β2 = RF 1 + RG 1 RF 2 + RG 2 输出噪声贡献为(15 nV/√Hz)(0.67) = 10 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 是反馈因子。 当反馈因子匹配时，RF1/RG1 = RF2/RG2，β1 = β2 = β，噪声增 益为 GN = 1 β = 1+ RF RG 放大器。 vnOD是各输出噪声项的方和根。 vnOD = ∑v i =1 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 降低，非常类似于使用常规运算放大器制成的四电阻差动 注意，此时VOCM的输出噪声为零。总差分输出噪声密度 8 配的反馈因子。 这里对以上问题做一个实用的总结，1%容差的电阻会产生 约40 dB的输入CMRR(最差情况)，2.5 V VOCM输入会产生 25mV的差模输出失调(最差情况)，这几乎不会影响VOCM噪 2 nOi 声，也不会对输出平衡误差造成明显恶化。 表12和表13列出了几个常用增益设置、相关电阻值、输入 计算应用电路的输入阻抗 阻抗和输出噪声密度，适合平衡及非平衡输入配置。 电路的有效输入阻抗取决于放大器是由单端信号源驱动， 反馈网络失配的影响 还是由差分信号源驱动。对于平衡差分输入信号(如图48所 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 示)，两个输入端(+DIN和−DIN)之间的输入阻抗(RIN, RIN, dm = RG + RG = 2 × RG。 RF 保持相等，相位相差180°。输入到输出的差模增益变化与 +VS 反馈的不匹配成比例，但输出平衡不受影响。 2(β1 − β2)/(β1 + β2) –DIN 当β1 = β2时，该项变为零，VOCM输入端的电压(包括噪声) 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VO, dm的增益 是+2或−2，这取决于哪个环路是闭合的。 Rev. A | Page 18 of 24 RG +IN VOCM RG ADA4927 VOUT, dm –IN –VS RF 图48. 针对平衡(差分)输入的ADA4927配置 07574-048 +DIN 从VOCM引脚到VO, dm的增益等于 )为： dm ADA4927-1/ADA4927-2 对于非平衡单端输入信号(见图49)，输入阻抗为 RIN , SE RF 348Ω RIN 464Ω RG = RF 1 − 2 × (R + R ) G F VS 2V p-p +VS RS RG 50Ω 348Ω VOCM ADA4927 RL VOUT, dm RG RF 348Ω +VS –VS RG RF 07574-050 RIN, SE 348Ω VOCM ADA4927 RL 图50. 计算单端输入阻抗RIN VOUT, dm RG 2.为了与50 Ω源阻抗匹配，计算端接电阻RT时使用RT||464 Ω = 50 Ω。最接近的RT的1%标准电阻值为56.2 Ω。 07574-049 RF 348Ω +VS RIN 50Ω 图49. 非平衡(单端)输入的ADA4927 RS 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 模信号，从而部分增高了输入电阻RG两端的电压。放大器 VS 2V p-p 348Ω RT 56.2Ω VOCM 输入端的共模电压可以很容易确定，只要注意反相输入端 RL VOUT, dm 348Ω 电压等于由电阻分压器分压的同相输出电压，该电阻分压 –VS RF 器由下环路中的RF和RG组成。由于负压反馈，这个电压出 348Ω 现在两个输入端，并与输入信号同相，因此会降低上环路 中RG上的有效电压，部分增高RG电阻。 ADA4927 RG 07574-051 算放大器，因为一小部分差分输出电压在输入端表现为共 RG 50Ω 图51. 添加端接电阻RT 3.图51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ADA4927，其增 益为1，R F = 348 Ω，R G = 348 Ω。通过端接输出电压为 1 Vp-p、源电阻为50 Ω的输入源为例来说明必须遵守的四 个简单步骤。注意，由于端接后信号源输出电压为1 Vp-p， 有效RG大于下环路中的RG。为了补偿增益电阻的不平衡 性，需要添加一个校正电阻(RTS)，并使其与下环路中的RG 串联。RTS是源电阻RS和端接电阻RT的戴维宁等效值，等于 RS||RT。 所以信号源的开路输出电压为2 Vp-p。图50所示的信号源显 示了这个开路电压。 1.输入阻抗根据以下公式计算： RS VS 2V p-p 50Ω RTH RT 56.2Ω VTH 1.06V p-p 图52. 计算戴维宁等效值 R 348 G = = 464Ω RIN = 348 RF 1 1 − 2 × (R + R ) 2 × (348 + 348) G F Rev. A | Page 19 of 24 26.5Ω 07574-052 –VS RF ADA4927-1/ADA4927-2 RF RTS = RTH = RS||RT = 26.5 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53所示，它具有端接信号源 357Ω +VS 1V p-p 的戴维宁等效值(用于RTH的最接近1%值)和在下反馈环路中 RS RG 的Rts。 50Ω 348Ω VS 2V p-p RF RG 348Ω RL RTS 26.7Ω VOUT, dm 1.01V p-p 348Ω –VS RF VOCM ADA4927 357Ω RL VOUT, dm 图54. 端接的单端转差分系统，G = 1 RG 348Ω RTS 26.7Ω ADA4927 07574-054 VTH 1.06V p-p RTH VOCM RG 348Ω +VS 26.7Ω RT 56.2Ω 输入共模电压范围 相对于其它具有电平转换输入范围的ADC驱动器(例如 –VS 07574-053 RF 348Ω 图53. 戴维宁等效值和匹配的增益电阻 图53展示了具有匹配反馈环路的易管理电路，可以轻松地 ADA4937)来说，ADA4927的输入共模范围位于两个供电 轨中心。居中的输入共模范围最适于交流耦合、差分转差 分以及双电源应用。 对于±5 V工作电压，在放大器求和节点的输入共模范围是 对它进行评估。 需要指出端接输入的两点影响。第一，两个环路中的RG值 均提高，这会降低总闭环增益。第二，如果RT = 50 Ω，则 −3.5 V至+3.5 V；对于+5 V单电源，其范围是+1.3 V至+3.7 V为了避免非线性，在+IN和−IN端的电压摆幅必须符合该 VTH的值略大于1 Vp-p。这两点影响对输出电压的作用相 范围。 反，对于反馈环路中的大电阻值(约1 kΩ)，影响会相互抵 输入和输出容性交流耦合 消。对于小RF和RG或高增益，减小的闭环增益不能通过增 在信号源和RG之间可以插入输入交流耦合电容。该交流耦 加的VTH完全消除。通过估算图53就可以明白这一点。 合会阻止直流共模反馈电流，使ADA4927直流输入共模电 在本例中，期望的差分输出是1 Vp-p，因为端接的输入信 压等于直流输出共模电压。两个环路中均必须放置这些交 号是1 Vp-p，闭环增益是1。然而，实际的差分输出电压等 流耦合电容，以保持反馈因子匹配。 于(1.06 V p-p)(348/374.7) = 0.984 Vp-p。为了获得期望的 输出交流耦合电容可以串联在各输出与其对应的负载之 1 Vp-p输出电压，可以通过增加RF来实现最终的增益调整， 间。图58给出了一个使用输入和输出容性交流耦合的例 而不需要更改任何输入电路。这在第4步中讨论。 子。 4.作为最终的增益调整，改变反馈电阻值可以获得期望的 设置输出共模电压 ADA4927的VOCM引脚通过分压器进行内部偏置，该分压器 输出电压。 若要使输出电压VOUT = 1 Vp-p，请用以下公式计算RF： RF = (Desired V OUT , dm )(R VTH G + RTS ) = (1V p − p )(374.7 Ω ) = 35 1.06 V p − p 最接近353 Ω的标准1%电阻值为348 Ω和357 Ω。RF选择357 Ω可提供1.01 Vp-p的差分输出电压。如果RF = 348 Ω，闭环 带宽减小约348/357，因为RF与闭环增益成反比，这是电流 反馈型放大器的特性。 最终电路如图54所示。 包含两个10 kΩ 电阻，接头电压约等于电源电压的中点值 [(+VS) + (−VS)]/2。由于有内部分压器，VOCM引脚根据外 部施加的电压及其相关的源电阻产生源电流和吸电流。使 用该内部偏置得到的输出共模电压与预期值的偏差在100 mV之内。 对于需要对输出共模电平进行精确控制的情况，建议使用 外部源或电阻分压器，其中源电阻小于100 Ω。技术规格 部分列出的输出共模失调假定VOCM输入由低阻抗电压源驱 动。 也可以将VOCM输入连接到ADC的共模电平(CML)输出；然 而，必须注意确保输出有足够的驱动能力。VOCM引脚的输 入阻抗约为10kΩ。如果多个ADA4927器件共用一个ADC基 准输出，可能需要一个缓冲器来驱动并行输入。 Rev. A | Page 20 of 24 ADA4927-1/ADA4927-2 关断 寒冷应用环境中的关断 当特定器件不在使用时，可以利用关断特性来降低功耗。 在环境温度降至0°C以下的应用中，不应使用关断特性。 关断置位时并不会将输出置于高阻态。 ADA4927一般通过 有关需要在0°C以下的环境温度下使用关断特性的应用， 将掉电引脚拉至正电源电压使能。有关置位关断特性和解 除置位所需的特定电压，参见技术规格表。 Rev. A | Page 21 of 24 ADA4927-1/ADA4927-2 布局布线、接地和旁路 ADA4927作为高速器件，对其所工作的PCB环境非常敏 在尽可能靠近器件处将电源引脚直接旁路到附近的接地 感。要实现其优异的性能，必须注意高速PCB设计的细 层。应使用高频陶瓷芯片电容。每个电源推荐使用两个并 节。本部分给出了ADA4927-1的一个详细设计示例。 联旁路电容(1000 pF和0.1μF)。1000 pF电容应离器件更近。 在较远的地方，用10μF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ADA4927-1所在的电 频旁路。 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55)。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。虽 路径时，要保持PCB走线相互靠近，将差分线路缠绕在一 然理想的电流反馈放大器对求和节点电容不敏感，但求和 起，尽量降低环路面积。这样做可以降低辐射能量，并使 节点电容过大时，实际的放大器会表现出峰化现象。 电路不容易受干扰影响。 热阻θJA的测量条件是将器件(包括裸露焊盘)焊接到高导热 性4层电路板上，如EIA/JESD 51-7所述。 1.30 0.80 07574-055 07574-056 1.30 0.80 图56. 推荐的PCB热焊盘尺寸(mm) 图55. 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 07574-057 POWER PLANE BOTTOM METAL 图57. 散热过孔连接到埋入式接地层的4层PCB横截面(尺寸单位：mm) Rev. A | Page 22 of 24 ADA4927-1/ADA4927-2 高性能ADC驱动 ADA4927非常适合于单电源供电的高增益、宽带交流耦合 本例中，当端接50 Ω电阻时，信号发生器具有 1V p-p、以 和差分转差分应用，同时适合其它应用。与电压反馈型放 地电压为参考的对称双极性输出。 大器相比，电流反馈型放大器能够在高增益时提供优异的 为了降低噪声，ADA4927的VOCM引脚被旁路并保持悬空， 失真和带宽性能。这是因为理想电流反馈放大器的环路增 这样内部分压器可以将输出共模电压标称值设置为中间电 益仅取决于反馈值和开环跨导T(s)。 源电压。由于输入为交流耦合，因此无直流共模电流流入 图58中的电路显示了ADA4927驱动AD9445的前端连接，后 反馈环路，中间电源电压的标称直流电平出现在放大器的 者是一款14位、105 MSPS ADC，ADA4927的输入和输出端 输入端。交流耦合技术除了能将放大器输入端置于最佳电 使用交流耦合。(采用差分驱动时，AD9445能够实现最佳 平以外，还能减轻放大器的负载，使功耗低于直流耦合输 性能。)ADA4927可以实现单端到差分转换和驱动信号缓 入的应用。 存等功能，而不需要使用变压器来驱动ADC。 放大器的输出端通过一个截止频率为100 MHz的二阶低通 ADA4927采用5 V单电源供电，并针对单端输入转差分输 滤波器交流耦合至ADC，这可降低放大器的噪声带宽，并 出将增益配置为10。158 Ω端接电阻与约73.2 Ω的单端输入 将驱动器输出产物与ADC输入隔离。 阻抗并联，为信号源提供50 Ω端接电阻。反相输入端的另 将SENSE引脚连接到AGND，可以将AD9445配置为2 Vp-p 外38.3 Ω严格匹配50 Ω信号源与驱动同相输入的端接电阻 的满量程输入，如图58所示。 的并联阻抗。由于增益较高，需要多次使用“单端输入的 端接”部分所述的端接技术。该设计要实现两个目标：一 是使RF接近500 Ω，二是获得接近标准1%值的电阻值。 5V (A) 3.3V (A) 3.3V (D) 511 5V 158 SIGNAL GENERATOR 39.2 VOCM 39.2 0.1µF 0.1µF + AVDD2 AVDD1 DRVDD VIN– BUFFER T/H 24.3 ADA4927 0.1µF 30nH 47pF ADC 24.3 0.1µF 30nH 38.3 AD9445 14 VIN+ CLOCK/ TIMING 511 REF AGND SENSE 07574-058 50 0.1µF 图58. ADA4927驱动AD9445 ADC，交流耦合输入和输出 Rev. A | Page 23 of 24 ADA4927-1/ADA4927-2 外形尺寸 3.00 BSC SQ 0.60 MAX 0.45 13 16 12 (BOTTOM VIEW) 1 2.75 BSC SQ TOP VIEW EXPOSED PAD 9 0.50 BSC 0.30 0.23 0.18 4 5 0.25 MIN 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 *1.45 1.30 SQ 1.15 1.50 REF 0.80 MAX 0.65 TYP 12° MAX 1.00 0.85 0.80 8 PIN 1 INDICATOR 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59. 16引脚LFCSP_VQ[引脚架构芯片级]封装 3 mm x 3 mm超薄体(CP-16-2) 图示尺寸单位：mm 0.60 MAX 4.00 BSC SQ TOP VIEW 3.75 BSC SQ 0.50 BSC 0.50 0.40 0.30 1.00 0.85 0.80 12° MAX SEATING PLANE 0.80 MAX 0.65 TYP 0.30 0.23 0.18 PIN 1 INDICATOR 24 1 19 18 EXPOSED PAD (BOTTOM VIEW) 13 12 7 6 2.25 2.10 SQ 1.95 0.25 MIN 2.50 REF 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.20 REF FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-VGGD-2 072208-A PIN 1 INDICATOR 0.60 MAX 图60. 24引脚LFCSP_VQ[引脚架构芯片级]封装 4 mm x 4 mm超薄体(CP-24-1) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号 ADA4927-1YCPZ-R2 1 ADA4927-1YCPZ-RL1 ADA4927-1YCPZ-R71 ADA4927-2YCPZ-R21 ADA4927-2YCPZ-RL1 ADA4927-2YCPZ-R71 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 24引脚LFCSP_VQ 24引脚LFCSP_VQ 24引脚LFCSP_VQ Z = 符合RoHS标准的器件 ©2008-2009 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D07574sc-0-5/11(A) Rev. A | Page 24 of 24 封装选项 CP-16-2 CP-16-2 CP-16-2 CP-24-1 CP-24-1 CP-24-1 订购数量 250 5,000 1,500 250 5,000 1,500 标识 H1N H1N H1N