低功耗、可选增益差分ADC 驱动器，G = 1、2、3 ADA4950-1/ADA4950-2 特性 利用内部反馈网络可轻松实现G = 1、2、3的差分增益配 置；这些反馈网络在外部互连，以便设置放大器的闭环增 益。 ADA4950-1/ADA4950-2采用ADI公司专有的硅-锗(SiGe)互 补双极性工艺制造，可实现低失真、低噪声水平以及低功 耗特性。低失调和出色的动态性能，使得ADA4950-x特别 适合各种数据采集与信号处理应用。 14 –VS 07957-001 +INA1 +INB1 –VS1 –VS1 PD1 –OUT1 24 23 22 21 20 19 1 2 3 4 5 6 ADA4950-2 18 17 16 15 14 13 +OUT1 VOCM1 –VS2 –VS2 PD2 –OUT2 07957-002 –INA2 –INB2 +VS2 +VS2 VOCM2 +OUT2 7 8 9 10 11 12 –INA1 –INB1 +VS1 +VS1 +INB2 +INA2 图2. –40 VOUT, dm = 2V p-p –50 –60 –70 –80 HD2, ±5V HD3, ±5V HD2, ±2.5V HD3, ±2.5V –90 –100 –110 –120 –130 –140 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 图3.不同电源下谐波失真与频率的关系 100 07957-025 ADA4950-1/ADA4950-2是ADA4932-1/ADA4932-2的增益可 选版本，内置片内反馈和增益电阻。非常适合用作驱动高 性能ADC的单端转差分或差分转差分放大器。用户可利用 内部共模反馈环路调整输出共模电压，使ADA4950-1/ ADA4950-2输出与ADC的输入相匹配。内部反馈环路也可 提供出色的输出平衡，并能抑制偶数阶谐波失真产物。 +VS 8 9 VOCM +VS 7 10 +OUT +INB 4 +VS 5 11 –OUT –INA 3 +VS 6 12 PD +INA 2 图1. HARMONIC DISTORTION (dBc) 概述 13 –VS 16 –VS ADA4950-1 +INB 1 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 15 –VS 功能框图 高性能、低功耗 高速 −3 dB带宽：750 MHz (G = 1) 0.1 dB平坦度达210 MHz，VOUT, dm = 2 V p-p， RL, dm = 200 Ω 压摆率：2900 V/μs，25%至75% 0.1%快速建立时间：9 ns 低功耗：每个放大器9.5 mA 低谐波失真 SFDR：108 dB (10 MHz) SFDR：98 dB (20 MHz) 低输出电压噪声：9.2 nV/√Hz(G = 1，折合到输出端) 输入失调电压：±0.2 mV(典型值) 可选差分增益：1、2、3 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 ADA4950-x采用3 mm × 3 mm、16引脚LFCSP无铅封装 (ADA4950-1，单通道)或4 mm × 4 mm、24引脚LFCSP无铅 封装(ADA4950-2，双通道)。引脚排列经过优化，有助于 PCB布局，并且使失真最小。ADA4950-1/ ADA4950-2的额 定工作温度范围为−40°C至+105°C，二者均采用+3 V至±5 V 电源供电。 Rev. 0 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 ©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。 ADA4950-1/ADA4950-2 目录 特性....................................................................................................1 工作原理 ....................................................................................... 18 应用....................................................................................................1 应用信息 ....................................................................................... 19 概述....................................................................................................1 应用电路分析.................................................................... 19 功能框图 ...........................................................................................1 选择闭环增益.................................................................... 19 修订历史 ...........................................................................................2 估算输出噪声电压 ........................................................... 19 技术规格 ...........................................................................................3 计算应用电路的输入阻抗.............................................. 20 ±5 V电源.................................................................................3 输入共模电压范围 ........................................................... 22 +5 V电源.................................................................................5 输入和输出容性交流耦合.............................................. 22 绝对最大额定值..............................................................................7 输入信号摆幅考虑 ........................................................... 22 热阻 .........................................................................................7 设置输出共模电压 ........................................................... 22 最大功耗 ................................................................................7 布局布线、接地和旁路............................................................. 23 ESD警告 .................................................................................7 高性能ADC驱动 ......................................................................... 24 引脚配置和功能描述 .....................................................................8 外形尺寸 ....................................................................................... 25 典型工作特性 ..................................................................................9 订购指南 ............................................................................ 25 测试电路 .........................................................................................16 术语..................................................................................................17 修订历史 2009年5月—修订版0：初始版 Rev. 0 | Page 2 of 28 ADA4950-1/ADA4950-2 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，G = 1，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52。 差分输入至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 ADA4950-1 ADA4950-2 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 IMD3 电压噪声(折合到输出端) 串扰(ADA4950-2) 输入特性 失调电压(折合到输入端) 输入电容 输入共模电压范围 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 增益误差 测试条件/注释 最小值 VOUT, dm = 0.1 V p-p VOUT, dm = 2.0 V p-p OUT, dm = 2.0 V p-p, 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51 VOUT, dm = 2 V p-p 1 MH z 10 MH z 20 MH z 50 MH z VOUT, dm = 2 V p-p 1 MH z 10 MH z 20 MH z 50 MH z f1 = 30 MHz, f2 = 30.1 MHz, VOUT, dm = 2 V p-p 增益 = 1 增益 = 2 增益 = 3 f = 10 MHz; 通道2有效，通道1输出 +DIN = V−DIN = VOCM = 0 V TMIN 至 TMAX 变化 单端(封装引脚处) 直接在内部放大器输入端测量，而不是 外部输入引脚 DC, ∆VOUT, dm/∆VIN, cm, ∆VIN, cm = ±1 V −2.5 64 ΔVOUT最大值，单端输出，RL = 1 kΩ 200 kHz, RL, dm = 10 Ω, SFDR = 69 dB ∆VOUT, cm/∆VOUT, dm, ∆VOUT, dm = 2 V p-p, 1 MHz; 输出平衡测试电路参见图50 Gain = 1 Gain = 2 Gain = 3 Rev. 0 | Page 3 of 28 –VS + 1.4 至 +VS – 1.4 典型值 最大值 单位 750 350 MHz MHz 210 230 2900 9 20 MHz MHz V/µs ns ns −108 −107 −98 −80 dBc dBc dBc dBc −126 −105 −99 −84 −94 dBc dBc dBc dBc dBc 9.2 12.5 16.6 −87 nV/√Hz nV/√Hz nV/√Hz dB ±0.2 –3.7 0.5 −VS + 0.2 至 +VS − 1.8 −64 66 +2.5 mV µV/°C pF V −49 dB dB V −VS + 1.2 至 +VS − 1.2 114 −62 0.5 1.0 0.8 mA peak dB 1.2 1.9 1.7 % % % ADA4950-1/ADA4950-2 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(折合到输入端) 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 OUT, dm OCM OCM OUT, cm OCM OCM = ±1 V = ±1 V 最大值 单位 250 105 430 9.8 MHz MHz V/µs nV/√Hz V 0.98 –VS + 1.2 to +VS – 1.2 26 +0.8 −60 1.0 32 +6 −49 1.01 kΩ mV dB V/V 最小值 典型值 最大值 单位 11 10.1 V mA µA/°C mA dB 22 −6 V+DIN = V−DIN = 0 V 典型值 一般性能 表3 参数 电源 工作范围 每个放大器的静态电流 测试条件/注释 3.0 8.8 TMIN 至 TMAX 变化 掉电 电源抑制比 掉电(PD) PD输入电压 OUT, dm S S = 1 V p-p 禁用 1.0 −84 ≤(+VS – 2.5) ≥(+VS – 1.8) 600 28 掉电 使能 关闭时间 开启时间 每个放大器的PD引脚偏置电流 使能 9.5 31 0.7 −96 −1.0 −250 PD = 5 V PD = 0 V −40 工作温度范围 Rev. 0 | Page 4 of 28 +0.2 −180 V V ns ns +1.0 −140 µA µA +105 °C ADA4950-1/ADA4950-2 +5 V电源 除非另有说明，TA = 25°C，+VS = 5 V，−VS = 0 V，VOCM = 2.5 V，G = 1，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52。 差分输入至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 ADA4950-1 ADA4950-2 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 IMD3 电压噪声(折合到输入端) 串扰(ADA4950-2) 输入特性 失调电压(折合到输入端) 输入电容 输入共模电压范围 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 增益误差 测试条件/注释 最小值 VOUT, dm = 0.1 V p-p VOUT, dm = 2.0 V p-p VOUT, dm = 2.0 V p-p, RL = 200 Ω VOUT, dm = 2 V p-p, 25% 至 75% VOUT, dm = 2 V 步进 VIN = 0 V to 2.5 V 斜坡, G = 2 失真测试电路参见图51 VOUT, dm = 2 V p-p 1 MHz 10 MHz 20 MHz 50 MHz VOUT, dm = 2 V p-p 1 MHz 10 MHz 20 MHz 50 MHz f1 = 30 MHz, f2 = 30.1 MHz, VOUT, dm = 2 V p-p f = 1 MHz 增益 = 1 增益 = 2 增益 = 3 f = 10 MHz；通道2有效，通道1输出 V+DIN = V−DIN = VOCM = 2.5 V TMIN 至 TMAX变化 单端(封装引脚处) 直接在内部放大器输入端测量，而不是 外部输入引脚 DC, ∆VOUT, dm/∆VIN, cm, ∆VIN, cm = ±1 V −4 64 ΔVOUT最大值，单端输出，RL = 1 kΩ 200 kHz, RL, dm = 10 Ω, SFDR = 67 dB ∆VOUT, cm/∆VOUT, dm, ∆VOUT, dm = 1 V p-p, 1 MHz; 输出平衡测试电路参见图50 增益 = 1 增益 = 2 增益 = 3 Rev. 0 | Page 5 of 28 –VS + 1.2 至 +VS – 1.2 典型值 最大值 单位 770 320 MHz MHz 220 160 2200 10 19 MHz MHz V/µs ns ns −108 −107 −98 −82 dBc dBc dBc dBc −124 −114 −99 −83 −94 dBc dBc dBc dBc dBc 9.2 12.5 16.6 −87 nV/√Hz nV/√Hz nV/√Hz dB ±0.4 −3.7 0.5 –VS + 0.2 至 +VS – 1.8 −64 66 +4 mV µV/°C pF V −49 dB dB V –VS + 1.1 至 +VS – 1.1 70 −62 0.5 1.0 0.8 mA peak dB 1.2 1.9 1.7 % % % ADA4950-1/ADA4950-2 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(折合到输入端) 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 OUT, dm OCM OCM OUT, cm OCM OCM = ±1 V = ±1 V 单位 MHz MHz V/µs nV/√Hz V 0.98 –VS + 1.2 至 +VS – 1.2 26 +1.0 −60 1.0 32 +6.5 −49 1.01 kΩ mV dB V/V 最小值 典型值 最大值 单位 11 9.6 V mA µA/°C mA dB 22 −6.5 V+DIN = V−DIN = 2.5 V 最大值 240 90 380 9.8 VOCM输入特性 输入电压范围 输入电阻 输入失调电压 VOCMCMRR 增益 典型值 一般性能 表6 参数 电源 工作范围 每个放大器的静态电流 测试条件/注释 3.0 8.4 TMIN 至 TMAX 变化 掉电 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 OUT, dm S S = 1 V p-p 8.9 31 0.6 −96 0.9 −84 ≤(+VS – 2.5) ≥(+VS – 1.8) 600 29 掉电 使能 −1.0 −100 PD = 5 V PD = 0 V −40 工作温度范围 Rev. 0 | Page 6 of 28 +0.2 −65 V V ns ns +1.0 −40 µA µA +105 °C ADA4950-1/ADA4950-2 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 电源电压 功耗 输入电流+Inx、−Inx、PD 存储温度范围 工作温度范围 ADA4950-1 ADA4950-2 引脚温度(焊接，10秒) 结温 额定值 11 V See Figure 4 ±5 mA −65°C to +125°C 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 −40°C to +105°C −40°C to +105°C 与封装引脚/裸露焊盘接触，包括金属走线、通孔、地和电 150°C 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 坏。这只是额定最值，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 源层，同样可降低θJA。 层相连的PCB焊盘)，单通道16引脚LFCSP (91°C/W)和双通 道24引脚LFCSP (65°C/W)两种封装的最大安全功耗与环境 温度的关系。 够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器 3.5 MAXIMUM POWER DISSIPATION (W) 件的可靠性。 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 2s2p电路板上，如EIA/JESD 51-7所述。 表8. 热阻 封装类型 ADA4950-1，16引脚LFCSP(裸露焊盘) ADA4950-2，24引脚LFCSP(裸露焊盘) θJA θJC 单位 3.0 2.5 2.0 ADA4950-2 1.5 ADA4950-1 1.0 0.5 0 –40 最大功耗 ADA4950-x封装内的最大安全功耗受限于相应的芯片结温 07957-004 参数 –20 60 0 20 40 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 80 100 图4. 4层板最大功耗与环境温度的关系 (TJ)的升高情况。达到玻璃化转变温度150°C左右时，塑料 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 ESD警告 ADA4950-x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. 0 | 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。 ADA4950-1/ADA4950-2 +INA1 +INB1 –VS1 –VS1 PD1 –OUT1 24 23 22 21 20 19 12 PD 11 –OUT TOP VIEW (Not to Scale) 10 +OUT 1 2 3 4 5 6 PIN 1 INDICATOR ADA4950-2 TOP VIEW (Not to Scale) 18 17 16 15 14 13 +OUT1 VOCM1 –VS2 –VS2 PD2 –OUT2 7 8 9 10 11 12 9 VOCM NOTES 1. SOLDER THE EXPOSED PADDLE ON THE BACK OF THE PACKAGE TO A GROUND PLANE OR TO A POWER PLANE. –INA2 –INB2 +VS2 +VS2 VOCM2 +OUT2 +VS 8 +VS 5 +VS 7 ADA4950-1 –INA 3 +VS 6 +INA 2 –INB 4 –INA1 –INB1 +VS1 +VS1 +INB2 +INA2 NOTES 1. SOLDER THE EXPOSED PADDLE ON THE BACK OF THE PACKAGE TO A GROUND PLANE OR TO A POWER PLANE. 图5. ADA4950-1引脚配置 图6. ADA4950-2引脚配置 表9. ADA4950-1引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 to 8 9 10 11 12 13 to 16 17 (EPAD) 引脚名称 +INB +INA −INA −INB +VS VOCM +OUT −OUT PD −VS 裸露焊盘(EPAD) 描述 正输入B，250 Ω输入。G = 2时单独使用，G = 3时连至+INA。 正输入A，500 Ω输入。G = 1时单独使用，G = 3时连至+INB。 负输入A，500 Ω输入。G = 1时单独使用，G = 3时连至−INB。 负输入B，250 Ω输入。G = 2时单独使用，G = 3时连至−INA。 正电源电压。 输出共模电压。 正输出。 负输出。 掉电引脚。 负电源电压。 将封装背面的裸露焊盘焊接到接地层或电源层。 表10. ADA4950-2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) 引脚名称 −INA1 −INB1 +VS1 +INB2 +INA2 −INA2 −INB2 +VS2 VOCM2 +OUT2 −OUT2 PD2 −VS2 VOCM1 +OUT1 −OUT1 PD1 −VS1 +INB1 +INA1 裸露焊盘(EPAD) 描述 负输入A，放大器1，500 Ω输入。G = 1时单独使用，G = 3时连至−INB1。 负输入B，放大器1，250 Ω输入。G = 2时单独使用，G = 3时连至−INA1。 正电源电压，放大器1。 正输入B，放大器2，250 Ω输入。G = 2时单独使用，G = 3时连至+INA2。 正输入A，放大器2，500 Ω输入。G = 1时单独使用，G = 3时连至+INB2。 负输入A，放大器2，500 Ω输入。G = 1时单独使用，G = 3时连至–INB2。 负输入B，放大器2，250 Ω输入。G = 2时单独使用，G = 3时连至–INA2。 正电源电压，放大器2。 输出共模电压，放大器2。 正输出，放大器2。 负输出，放大器2。 掉电引脚，放大器2。 负电源电压，放大器2。 输出共模电压，放大器1。 正输出，放大器1。 负输出，放大器1。 掉电引脚，放大器1。 负电源电压，放大器1。 正输入B，放大器1，250 Ω输入。G = 2时单独使用，G = 3时连至+INA1。 正输入A，放大器1，500 Ω输入。G = 1时单独使用，G = 3时连至+INB1。 将封装背面的裸露焊盘焊接到地层或电源层。 Rev. 0 | Page 8 of 28 07957-006 PIN 1 INDICATOR 07957-005 14 –VS 13 –VS 16 –VS +INB 1 15 –VS 引脚配置和功能描述 ADA4950-1/ADA4950-2 典型工作特性 除非另有说明，TA = 25°C，+VS = 5 V，−VS = − −5 V，VOCM = 0 V，G = 1，RT = 53.6 Ω(使用时)，RL, dm = 1 kΩ。测试设置参见 图49。信号定义参见图52。 2 0 –1 G = 1, RT = 53.6Ω G = 2, RT = 57.6Ω G = 3, RT = 61.9Ω –2 –3 –4 –5 –6 –7 –8 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 0 G = 1, RT = 53.6Ω G = 2, RT = 57.6Ω G = 3, RT = 61.9Ω –1 –2 –3 –4 –5 –6 –7 –8 1000 VOUT, dm = 2V p-p 1 07957-010 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) VOUT, dm = 100mV p-p 1 07957-007 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 2 1 图7. 不同增益下的小信号频率响应 2 VOUT, dm = 100mV p-p 1 0 CLOSED-LOOP GAIN (dB) VS = ±5V VS = ±2.5V –2 –3 –4 –5 VS = ±5V VS = ±2.5V –2 –3 –4 –5 –6 07957-008 –6 –1 –7 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 07957-011 CLOSED-LOOP GAIN (dB) VOUT, dm = 2V p-p 1 0 –1 –7 –8 1000 1 图8. 不同电源下的小信号频率响应 1000 2 VOUT, dm = 100mV p-p 1 VOUT, dm = 2V p-p 1 0 –1 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 TA = –40°C TA = +25°C TA = +105°C –2 –3 –4 –5 TA = –40°C TA = +25°C TA = +105°C –1 –2 –3 –4 –5 –6 –7 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 07957-012 –6 07957-009 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 10 100 FREQUENCY (MHz) 图11. 不同电源下的大信号频率响应 2 –8 1000 图10. 不同增益下的大信号频率响应 2 –8 10 100 FREQUENCY (MHz) –7 –8 1000 图9. 不同温度下的小信号频率响应 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 图12. 不同温度下的大信号频率响应 Rev. 0 | Page 9 of 28 1000 ADA4950-1/ADA4950-2 2 2 VOUT, dm = 100mV p-p 1 CLOSED-LOOP GAIN (dB) RL = 1kΩ RL = 200Ω –2 –3 –4 –5 RL = 1kΩ RL = 200Ω –2 –3 –4 –5 –6 07957-013 –6 –1 –7 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 07957-016 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 –1 –8 VOUT, dm = 2V p-p 1 0 –7 –8 1000 1 2 2 VOUT, dm = 100mV p-p 1 0 CLOSED-LOOP GAIN (dB) VOCM = –2.5VDC VOCM = 0V VOCM = +2.5VDC –2 –3 –4 –5 VOCM = –2.5VDC VOCM = 0V VOCM = +2.5VDC –2 –3 –4 –5 –6 07957-014 –6 –1 –7 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 07957-017 CLOSED-LOOP GAIN (dB) VOUT, dm = 2V p-p 1 0 –1 –7 –8 1000 1 4 1000 4 VOUT, dm = 100mV p-p VOUT, dm = 2V p-p 2 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 2 0 CL = 0pF CL = 0.9pF CL = 1.8pF CL = 2.7pF –2 –4 0 CL = 0pF CL = 0.9pF CL = 1.8pF CL = 2.7pF –2 –4 –6 1 10 100 FREQUENCY (MHz) –8 1000 图15. 不同容性负载下的小信号频率响应 07957-018 –6 07957-015 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 10 100 FREQUENCY (MHz) 图17. 不同VOCM 电平下的大信号频率响应 图14. 不同VOCM 电平下的小信号频率响应 –8 1000 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 –8 10 100 FREQUENCY (MHz) 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 图18. 不同容性负载下的大信号频率响应 Rev. 0 | Page 10 of 28 1000 ADA4950-1/ADA4950-2 0.5 0.5 VOUT, dm = 100mV p-p 0.4 0.3 0.2 0.1 0 –0.1 –0.4 –0.5 1 0.1 0 –0.1 ADA4950-1, ADA4950-1, ADA4950-2, ADA4950-2, ADA4950-2, ADA4950-2, –0.2 –0.3 10 100 FREQUENCY (MHz) –0.4 –0.5 1000 1 图19. 不同负载下的0.1 dB平坦度小信号频率响应 2 0 –1 –3 –4 –3 –4 –5 –5 –6 –6 –8 1 10 100 FREQUENCY (MHz) VOCM = –2.5VDC VOCM = 0V VOCM = +2.5VDC –2 07957-023 VOCM GAIN (dB) VOCM = –2.5VDC VOCM = 0V VOCM = +2.5VDC 07957-020 VOCM GAIN (dB) 0 –1 –7 –7 –8 1000 1 –70 –80 –50 HD2, RL, dm = 1kΩ HARMONIC DISTORTION (dBc) –60 –40 VOUT, dm = 2V p-p HD3, RL, dm = 1kΩ HD2, RL, dm = 200Ω HD3, RL, dm = 200Ω –90 –100 –110 –120 –130 –140 0.1 1000 –60 –70 –80 –90 VOUT, dm = 2V p-p HD2, HD3, HD2, HD3, HD2, HD3, G G G G G G =1 =1 =2 =2 =3 =3 –100 –110 –120 –130 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 07957-021 HARMONIC DISTORTION (dBc) –50 10 100 FREQUENCY (MHz) 图23. 不同直流电平下的VOCM 大信号频率响应 图20. 不同直流电平下的VOCM小信号频率响应 –40 1000 VOCM (AC) = 2V p-p 1 VOCM (AC) = 100mV p-p –2 10 100 FREQUENCY (MHz) 图22. 不同负载下的0.1 dB平坦度大信号频率响应 2 1 RL = 1kΩ R L = 200Ω AMP 1, RL = 1kΩ AMP 1, RL = 200Ω AMP 2, RL = 1kΩ AMP 2, RL = 200Ω 图21. 不同负载下谐波失真与频率的关系 –140 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 图24. 不同增益下谐波失真与频率的关系 Rev. 0 | Page 11 of28 100 07957-024 –0.3 RL = 1kΩ R L = 200Ω AMP 1, RL = 1kΩ AMP 1, RL = 200Ω AMP 2, RL = 1kΩ AMP 2, RL = 200Ω 07957-019 ADA4950-1, ADA4950-1, ADA4950-2, ADA4950-2, ADA4950-2, ADA4950-2, –0.2 0.2 07957-022 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0.3 CLOSED-LOOP GAIN (dB) VOUT, dm = 2V p-p 0.4 ADA4950-1/ADA4950-2 –40 –50 –50 –60 HARMONIC DISTORTION (dBc) HD2, ±5V HD3, ±5V HD2, ±2.5V HD3, ±2.5V –70 –80 –90 –100 –110 –120 –130 VOCM = 0V –60 HD2, ±5V HD3, ±5V HD2, ±2.5V HD3, ±2.5V –70 –80 –90 –100 –110 –120 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 –140 07957-025 –140 0.1 0 图25. 不同电源下谐波失真与频率的关系 HARMONIC DISTORTION (dBc) 10MHz 10MHz 30MHz 30MHz –80 –90 –100 –110 –1 0 1 2 3 4 07957-026 –2 10 11 12 13 14 –70 10MHz 10MHz 30MHz 30MHz –80 –90 –100 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 VOCM (V) 图29. 不同频率、5 V电源下谐波失真与VOCM 的关系 图26. 不同频率、±5 V电源下谐波失真与VOCM 的关系 –40 –50 SPURIOUS-FREE DYNAMIC RANGE (dBc) –50 HD2, VOUT, dm = 2V p-p HD3, VOUT, dm = 2V p-p HD2, VOUT, dm = 4V p-p HD3, VOUT, dm = 4V p-p –90 –100 –110 –120 –130 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 07957-027 HARMONIC DISTORTION (dBc) HD2 AT HD3 AT HD2 AT HD3 AT –60 –120 –3 VOCM (V) –140 0.1 6 7 8 9 VOUT, dm (V p-p) –110 –120 –80 5 07957-029 HARMONIC DISTORTION (dBc) HD2 AT HD3 AT HD2 AT HD3 AT –70 –70 4 VOUT, dm = 2V p-p –50 –60 –60 3 –40 VOUT, dm = 2V p-p –50 –130 –4 2 图28. 谐波失真与VOUT, dm 的关系，f = 10 MHz –30 –40 1 07957-028 –130 图27. 不同VOUT, dm 下谐波失真与频率的关系 VOUT, dm = 2V p-p –60 –70 –80 –90 RL, dm = 200Ω –100 RL, dm = 1kΩ –110 –120 –130 –140 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 图30. 不同负载下无杂散动态范围与频率的关系 Rev. 0 | Page 12 of 28 100 07957-030 HARMONIC DISTORTION (dBc) –40 VOUT, dm = 2V p-p ADA4950-1/ADA4950-2 10 90 –20 60 45 40 0 GAIN –30 20 GAIN (dB) –40 –50 –60 –70 –45 0 –90 PHASE –20 –135 –40 –180 –60 –225 –80 –90 –100 PHASE (Degrees) –10 NORMALIZED SPECTRUM (dB) 80 VOUT, dm = 2V p-p 0 29.7 29.8 29.9 30.0 30.1 30.2 FREQUENCY (MHz) 30.3 30.4 30.5 –80 1k 10k 1G –270 10G RL, dm = 200Ω VIN, dm = 100mV p-p –20 –49 –51 –40 –53 PSRR (dB) –55 –57 PSRR+ –60 PSRR– –80 –59 –61 07957-032 –100 –63 1 10 100 FREQUENCY (MHz) –120 1000 07957-035 CMRR (dB) 100M 0 RL, dm = 200Ω VIN = 2V p-p –47 1 0 0 –20 –20 –40 –30 –40 –60 –100 –60 –120 1G 07957-033 –50 100M FREQUENCY (Hz) 图33. 输出平衡与频率的关系 AMPLIFIER 2 TO AMPLIFIER 1 –80 –140 AMPLIFIER 1 TO AMPLIFIER 2 07957-036 CROSSTALK (dB) –10 10M 1000 RL, dm = 200Ω VIN, dm = 2V p-p VOUT, dm = 2V p-p 1M 10 100 FREQUENCY (MHz) 图35. PSRR与频率的关系 图32. CMRR与频率的关系 OUTPUT BALANCE (dB) 10M 图34. 开环增益和相位与频率的关系 –45 –70 1M FREQUENCY (Hz) 图31. 30 MHz交调失真 –65 100k 07957-240 –120 29.6 07957-031 –110 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 图36. ADA4950-2串扰与频率的关系 Rev. 0 | Page 13 of 28 1000 ADA4950-1/ADA4950-2 –20 RL, dm = 200Ω VIN, dm = 100mV p-p 1k –30 S11 –40 S22 –60 07957-037 –50 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 100 10 1 0.1 0.1 1000 图37. 回损(S11 , S22 )与频率的关系 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 1k 图40. 闭环输出阻抗幅度与频率的关系(G = 1) 1000 15 10 5 VOLTAGE (V) G=2 G=3 G=1 10 0 VOUT, dm –5 –10 1 1 10 100 1k 10k 100k 1M –15 10M 2 × VIN 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 07957-041 100 07957-038 OUTPUT VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz) +OUT –OUT VOUT, dm 07957-040 –10 INPUT SINGLE-ENDED, 50Ω LOAD TERMINATION OUTPUT DIFFERENTIAL, 100Ω SOURCE TERMINATION S11: SINGLE-ENDED-TO-SINGLE-ENDED S22: DIFFERENTIAL-TO-DIFFERENTIAL CLOSED-LOOP OUTPUT IMPEDANCE MAGNITUDE (Ω) S-PARAMETERS (dB) 0 0.7 0.8 0.9 1.0 TIME (µs) FREQUENCY (Hz) 图41. 过驱恢复(G = 2) 图38. 不同增益下折合到输出端的电压噪声频谱密度 0.06 1.5 G=3 0.02 0 –0.02 –0.04 –0.06 0 5 10 15 TIME (ns) 20 25 30 1.0 G=1 G=2 0.5 G=3 0 –0.5 –1.0 –1.5 07957-042 G=2 NORMALIZED OUTPUT VOLTAGE (V) 0.04 07957-039 NORMALIZED OUTPUT VOLTAGE (V) G=1 0 5 10 15 TIME (ns) 20 图42. 不同增益下的大信号脉冲响应 图39. 不同增益下的小信号脉冲响应 Rev. 0 | Page 14 of 28 25 30 ADA4950-1/ADA4950-2 2.0 0.10 OUTPUT VOLTAGE (V) 0.05 0 CL = 0pF CL = 0.9pF CL = 1.8pF CL = 2.7pF 5 10 0.5 0 CL = 0pF CL = 0.9pF CL = 1.8pF CL = 2.7pF –0.5 –1.0 –0.10 0 1.0 –1.5 15 TIME (ns) 20 25 –2.0 30 07957-046 –0.05 07957-043 0 5 25 30 0 –0.02 –0.04 5 10 15 TIME (ns) 20 25 0.5 0 –0.5 –1.0 –1.5 30 0 5 10 15 TIME (ns) 20 25 30 图47. VOCM 大信号脉冲响应 图44. VO CM 小信号脉冲响应 1.5 6 0.5 1.0 1.2 VOCM = +1V DC 0.4 5 1.0 4 0.8 3 0.6 2 0.4 ERROR 0.1 0 INPUT –0.1 –0.5 ERROR (%) 0.2 0.5 –0.2 OUTPUT PD PIN VOLTAGE (V) 0.3 1 –0.3 –0.4 –5 0 5 10 15 20 TIME (ns) 25 30 35 40 –0.5 0 07957-045 –1.0 –1 0 1 2 3 4 TIME (ms) 5 图48. PD响应时间 图45. 建立时间 Rev. 0 | Page 15 of 28 0.2 PD PIN INPUT (SHOWN INVERTED FOR CLARITY) 0 6 7 8 –0.2 07957-048 0 1.0 07957-047 OUTPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) 0.02 07957-044 OUTPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) 0.04 –0.06 VOLTAGE (V) 20 1.5 0.06 –1.5 15 TIME (ns) 图46. 不同容性负载下的大信号脉冲响应 图43. 不同容性负载下的小信号脉冲响应 0 10 NONINVERTING OUTPUT VOLTAGE (V) OUTPUT VOLTAGE (V) 1.5 ADA4950-1/ADA4950-2 测试电路 +5V NC DC-COUPLED SOURCE 500Ω 250Ω 500Ω 50Ω 53.6Ω VIN VOCM ADA4950-x 1kΩ 500Ω 0.1µF NC 250Ω 500Ω 07957-049 25.5Ω –5V 图49. 等效基本测试电路，G = 1 DIFFERENTIAL NETWORK ANALYZER SOURCE DIFFERENTIAL NETWORK ANALYZER RECEIVER +5V 49.9Ω 250Ω NC 56.2Ω 500Ω 49.9Ω 50Ω 500Ω VOCM ADA4950-x 500Ω 50Ω 56.2Ω NC 500Ω 49.9Ω 07957-051 49.9Ω 250Ω –5V 图50. 输出平衡的测试电路，CMRR +5V NC 50Ω LOW-PASS FILTER VIN 250Ω 500Ω 0.1µF 500Ω 53.6Ω VOCM ADA4950-x 261Ω 2:1 DUAL FILTER CT 0.1µF 442Ω 500Ω 25.5Ω 50Ω 200Ω 442Ω 0.1µF NC 250Ω 500Ω –5V 图51. 失真测量的测试电路 Rev. 0 | Page 16 of28 07957-252 DC-COUPLED SOURCE ADA4950-1/ADA4950-2 术语 +INA VOCM –INA –INB RGB RF 250Ω 500Ω RGA +IN 500Ω 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 ADA4950-x RGA 500Ω RGB 共模电压 –IN +OUT RF 250Ω 500Ω 值。输出共模电压定义为： RL, dm VOUT, dm VOUT, cm = (V+OUT + V−OUT)/2 07957-152 +INB 输出平衡 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 图52. 信号和电路定义 的程度。幅度或相位若存在失衡，就会在放大器输出端产 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 生不良共模信号。输出平衡误差定义为输出共模电压的幅 度除以输出差模电压的幅度： 称输出差分节点电压）定义为： VOUT, dm = (V+OUT − V−OUT) Output Balance Error = 其中，V+OUT和V–OUT分别指+OUT和–OUT输出引脚相对于 同一地基准电压的电压。 输入差分电压的定义方式则不同，取决于所选的增益。 对于G = 1 VIN, dm = (+INA − (−INA)) 其中，+INA和−INA分别指+INA和−INA输入引脚相对于 同一地基准电压的电压（+INB和−INB输入引脚悬空）。 对于G = 2 VIN, dm = (+INB − (−INB)) 其中，+INB和−INB分别指+INB和−INB输入引脚相对于同 一地基准电压的电压（+INA和−INA输入引脚悬空）。 对于G = 3，输入引脚+INA和+INB相连，输入引脚−INA和 −INB相连。 VIN, dm = (+INAB − (−INAB)) 其中，+INAB和−INAB分别指输入引脚+INA与+INB的连 接点和输入引脚−INA与−INB的连接点相对于同一地基准 电压的电压。 Rev. 0 | Page 17 of 28 ∆VOUT , cm ∆VOUT , dm ADA4950-1/ADA4950-2 工作原理 ADA4950-x与常规运算放大器不同，它有两个电压反向的 采用两个反馈环路来控制差分和共模输出电压。差分反馈 输出和一个附加输入VOCM。与运算放大器类似，它通过高 环路通过片内反馈和增益电阻设置，仅控制差分输出电 开环增益和负反馈强制这些输出达到所期望的电压。 压。共模反馈环路位于实际放大器内部，仅控制共模输出 ADA4950-x很像标准电压反馈型运算放大器，支持单端到 电压。这种架构可以很容易地将输出共模电平设为规定范 差分转换、共模电平转换和差分信号放大。与运算放大器 围内的任意值。输出共模电压由内部共模反馈环路强制设 类似，ADA4950-x具有高输入阻抗(在其内部输入引脚处， 定，等于VOCM的输入电压。 内部增益电阻右方)和低输出阻抗。由于使用电压反馈， 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 ADA4950-x表现为标称恒定增益带宽积。 度平衡，无需紧密匹配的外部元件。这使差分输出非常接 近理想状态，幅度相同，相位恰好相差180°。 Rev. 0 | Page 18 of 28 ADA4950-1/ADA4950-2 应用信息 应用电路分析 对于G = 3，输入+INA和+INB相连，输入−INA和−INB相 ADA4950-x使用高开环增益和负反馈来强制设定其差分和 连。此时的差分增益计算如下： 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 +Inx和 −Inx之 间 的 电 压 （ 见 图 52）。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 些原则出发，可以分析任意应用电路。 使用“应用电路分析”部分所述方法，可以确定图52所示电 路的差分增益： V IN , dm = RF RG 估算输出噪声电压 ADA4950-x的差分输出噪声可以用图53中的噪声模型估 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对应的输出电压为vnIN乘以噪声增益GN 无关，其产生的输出电压等于噪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vnCM产生的输出噪声 对于G = 1，使用输入+INA和−INA，输入+INB和−INB悬 空。此时的差分增益计算如下： 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端，来自增益电阻的噪声乘 以RF/RG后出现在输出端。表11总结了输入噪声源、倍增系 R F 500 Ω = =1 RG 500 Ω 数和折合到输出端噪声密度项。 对于G = 2，使用输入+INB和−INB，输入+INA和−INA悬 vnRG1 空。此时的差分增益计算如下： G Ω （由表13后面的GN公式确定）。噪声电流与相同的均方值 其中，各端的输入电阻(RG)和反馈电阻(RF)相等。 G 500 Ω RF = = =3 RG 500 || 250 Ω 算。RG的值取决于所选的增益。折合到输入端的噪声电压 选择闭环增益 VOUT , dm G RG1 vnRF1 RF1 inIN+ + R F 500 Ω = =2 RG 250 Ω inIN– vnIN ADA4950-x vnOD vnRG2 RG2 RF2 vnCM vnRF2 07957-053 VOCM 图53. 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. 0 | Page 19 of 28 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 ADA4950-1/ADA4950-2 表12. 差分输入、直流耦合 RF (Ω) 500 500 500 标称线性增益 1 2 3 RG (Ω) 500 250 250||500 RIN, dm (Ω) 1000 500 333 差分输出噪声密度 (nV/√Hz) 9.25 12.9 16.6 RIN, se (Ω) 667 375 267 RG2 (Ω)1 526 277 194 表13. 以地为参考的单端输入、直流耦合，RS = 50 Ω RF (Ω) 500 500 500 标称线性增益 1 2 3 RT (Ω) (Std 1%) 53.6 57.6 61.9 差分输出噪声密度 (nV/√Hz) 9.07 12.2 15.0 RG2 = RG1 + (RS||RT). RF 与常规运算放大器类似，可通过用折合到输入端（+INx和 +VS –INx）的误差项乘以合适的输出因子来估算输出噪声电压 RG 密度，其中： 2 GN β 1 β 2 是电路噪声增益。 RG 2 RG 1 和 β2 是反馈因子。 β1 RF 2 RG 2 RF 1 RG 1 +IN VOCM VIN, dm RG ADA4950-x VOUT, dm –IN 07957-054 1 RG1 (Ω) 500 250 250||500 –VS RF 图54. 针对平衡（差分）输入的ADA4950-x配置 当反馈因子匹配时，RF1/RG1 = RF2/RG2，β1 = β2 = β，噪声增 对于非平衡单端输入信号（见图55），输入阻抗为 益为 GN 1 β 1 RF RG RIN , se 注意，此时VOCM的输出噪声为0。总差分输出噪声密度vnOD 是各输出噪声项的方和根。 vnOD R G RF 1− 2 × RG RF RF 8 ∑v i 1 2 nOi +VS RIN, se 表12和表13列出了三个可用增益设置、相关电阻值、输入 RG 阻抗和输出噪声密度，适合平衡及非平衡输入配置。 VOCM RG的值取决于所选的增益。 VOUT, dm –VS RF 还是由差分信号源驱动。对于平衡差分输入信号（如图54 RIN, dm = (RG + RG) = 2 × RG RL 07957-055 电路的有效输入阻抗取决于放大器是由单端信号源驱动， 所示），输入阻抗(RIN, dm)为 ADA4950-x RG 计算应用电路的输入阻抗 图55. 非平衡（单端）输入的ADA4950-x 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 中RG上的有效电压，部分增高RG电阻。 Rev. 0 | Page 20 of 28 ADA4950-1/ADA4950-2 单端输入的端接 3.图57表明，由于添加了端接电阻，现在上反馈环路中的 本部分说明如何将单端输入适当地端接至ADA4950-x，其 有效RG大于下环路中的RG。为了补偿增益电阻的不平衡 增益为1，RF = 500 Ω，RG = 500 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RG 1 V p-p、源电阻为50 Ω的输入源为例来说明必须遵守的几 串联。RTS是源电阻RS和端接电阻RT的戴维宁等效值，等于 个步骤。注意，由于端接后信号源输出电压为1 V p-p，所 RS||RT。 以信号源的开路输出电压为2 V p-p。图56所示的信号源显 RTS = RTH = RS||RT = 25.9 Ω 1.输入阻抗根据以下公式计算： R IN , se RS VS 2V p-p RG 500 = = 667 Ω = 500 RF 1 − 1 − ( ) 2 2500 500 × + ( ) R R 2 × + G F R TH 50Ω RT 53.6Ω VTH 1.03V p-p 25.9Ω 07957-052 示了这个开路电压。 图58. 计算戴维宁等效值 注意，通过50 Ω的RT值得到的VTH大于1 V p-p。经调整的 电路如图59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），和在下反馈环路中的RTS。 RF 500Ω VS 2V p-p +V S RS RG 50Ω 500Ω V OC M RF 500Ω +VS ADA4950-x R L V OUT, dm RG VTH 1.03V p-p 500Ω R TH RG 25.5Ω 500Ω VOC M –V S 07957-156 RF 500Ω R TS 25.5Ω RF 500Ω 2.为了与50 Ω源阻抗匹配，计算端接电阻RT时使用RT||667 Ω 图59展示了具有匹配反馈环路的易管理电路，可以轻松地 RF 50Ω 对它进行评估。 500Ω +VS 需要指出端接输入的两点影响。第一，两个环路中的RG值 RG RT 53.6Ω 均提高，这会降低总闭环增益。第二，如果RT = 50 Ω，则 500Ω V OC M ADA4950-x RL VTH的值略大于1 V p-p。这两点影响对输出电压的作用相 V OUT, dm 反，对于反馈环路中的大电阻值（约1 kΩ），影响会相互 RG 500Ω 抵消。对于小RF和RG或高增益，减小的闭环增益不能通过 –V S RF 500Ω 图57. 添加端接电阻RT 07957-157 VS 2V p-p V OUT, dm 图59. 戴维宁等效值和匹配的增益电阻 = 50 Ω。最接近的RT的1%标准电阻值为53.6 Ω。 RS RL 500Ω –V S 图56. 计算单端输入阻抗RIN R IN, s e 50Ω ADA4950-x RG 07957-059 R IN, s e 667Ω 增加的VTH完全消除。通过估算图59就明白可以这一点。 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)(500/525.5) = 0.98 V p-p。 Rev. 0 | Page 21 of 28 ADA4950-1/ADA4950-2 +VS 输入共模电压范围 相 对 于 其 它 具 有 居 中 输 入 范 围 的 ADC驱 动 器 ( 例 如 ADA4939-x)来说，ADA4950-x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合、单 ×1 端转差分以及单电源应用。 250Ω 500Ω ×4 对于±5 V工作电压，规定放大器求和节点的输入共模电压 ×1 范围是−4.8 V至+3.2 V。对于5 V工作电压，规定范围是 ×1 ×4 +0.2 V至+3.2 V。为了避免非线性，在+INx和−INx端的电 ×1 压摆幅必须符合该范围。 ×1 500Ω VOCM ADA4950-x 500Ω ×4 ×1 输入和输出容性交流耦合 250Ω 500Ω ×4 虽然ADA4950-x最适合直流耦合应用，但仍然可以用在交 容。该交流耦合会阻止直流共模反馈电流，使ADA4950-x 直流输入共模电压等于直流输出共模电压。两个环路中均 –VS 07957-253 流耦合电路。在信号源和RG之间可以插入输入交流耦合电 图60. 输入ESD保护电路 必须放置交流耦合电容，以保持反馈因子匹配。输出交流 耦合电容可以串联在各输出与其对应的负载之间。 设置输出共模电压 输入信号摆幅考虑 ADA4950-x的VOCM引脚通过分压器内部偏置，该分压器包 带外部增益和反馈电阻的全差分放大器的输入端直接连到 放大器求和节点，这些引脚的共模电压摆幅一般小于输入 含两个50 kΩ电阻，接在电源两端，接头电压约等于电源 电 压 的 中 点 值 [(+V S )+(−V S )]/2。 由 于 有 内 部 分 压 器 ， 和输出摆幅。在多数线性应用中，求和节点电压不会达到 VOCM引脚根据外部施加的电压及其相关的源电阻产生源电 会导致放大器输入端的内部ESD保护二极管正偏的电平。 流和吸电流。使用该内部偏置得到的输出共模电压与预期 ADA4950-x输入端的信号施加于增益电阻的输入端，如果 不小心，这些信号可能足以使ESD保护二极管正偏。构成 差分信号路径的四个输入各自的负电源具有四个串联的 ESD二极管，正电源具有一个ESD二极管；VOCM的每个电 源都有一个ESD二极管。图60显示了ESD保护电路。 值的偏差约在100 mV之内。 对于需要对输出共模电平进行更精确控制的情况，建议使 用外部源或电阻分压器，其中源电阻小于100 Ω。如果VOCM 需要精度高于内部分压器产生的精度， 可以使用包含相等 电阻值更高的外部电阻将VOCM设置为电源电压的一半。 这 是因为外部电阻与内部电阻并联会降低总电阻值。 技术规格部分列出的输入VOCM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10 kΩ(至标称中间电源电压)。如果多个 ADA4950-x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. 0 | Page 22 of 28 ADA4950-1/ADA4950-2 布局布线、接地和旁路 ADA4950-x作为高速器件，对其所工作的PCB环境非常敏 信号路径应该短而直接，避免寄生效应。在互补信号存在 感。要实现其优异的性能，必须注意高速PCB设计的细 的地方，对称布局可提高平衡性能。当差分信号经过较长 节。 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 第一个要求是实心地层应尽可能覆盖ADA4950-x所在的电 电路不容易受干扰影响。 路板区域。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 在尽可能靠近器件处将电源引脚直接旁路到附近的接地 0.80 层。应使用高频陶瓷芯片电容。每个电源推荐使用两个并 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. 供低频旁路。 07957-056 1.30 0.80 图61. 推荐的PCB热焊盘（尺寸：mm） 1.30 TOP METAL GROUND PLANE 0.30 PLATED VIA HOLE 07957-057 POWER PLANE BOTTOM METAL 图62. 散热过孔连接到埋入式接地层的的4层PCB横截面（尺寸单位：mm） Rev. 0 | Page 23 of 28 ADA4950-1/ADA4950-2 高性能ADC驱动 ADA4950-x非常适合宽带直流耦合应用。图63中的电路显 由于输入为直流耦合，因此直流共模电流流入反馈环路， 示了ADA4950-1驱动AD9245ADC的前端连接，ADA4950-1 0.76 V的标称直流电平出现在放大器的输入端。输出信号的 的输入和输出端使用直流耦合。(采用差分驱动时， 一小部分也会以共模信号的形式出现在输入端；其电平值 AD9245能够实现最佳性能。)ADA4950-1可以实现单端到 由同相输出端的交流输出摆幅经过下环路的反馈因子分压 差分转换和驱动信号缓存等功能，而不需要使用变压器来 而得。本例中，此纹波为0.5 V p-p × [276.7/(276.7 + 500)] = 驱动ADC。 0.18 V p-p。该交流信号叠加在0.76 V直流电平上，在输入 端产生摆幅在0.67 V到0.85 V之间的电压。这完全符合0.2 V ADA4950-1采用3.3 V单电源供电，并针对单端输入转差分输 至1.5 V的规定范围。 出将增益配置为2。57.6 Ω端接电阻与375 Ω的单端输入阻抗 并联，为信号源提供50 Ω端接电阻。反相输入端附加的26.7 Ω 输出共模电压为1.65 V时，ADA4950-1各输出的摆幅在1.4 V 戴维宁电阻，可平衡50 Ω信号源与驱动同相输入的端接电阻 至1.9 V之间，相位相反，向ADC输入端提供增益为2、1 V 的并联阻抗。施加于下环路所需的0.27 VDC戴维宁偏置电压 p-p的差分信号。当ADC的SHA电容放电时，ADA4950-1输 通过调整AD9245的VREF输出，并利用AD8031进行缓冲而 出端与ADC之间的差分RC部分对ADC输入端输出的电流 获得。 尖峰进行单极低通滤波和额外的缓冲。 本例中，50 Ω信号发生器具有1 V p-p的单极性开路输出电 将SENSE引脚连接到VREF，可以将AD9245配置为1 V p-p的 压，当端接电阻为50 Ω时，产生0.5 V p-p的输出电压。为了 满量程输入，如图63所示。 降低噪声，VOCM输入被旁路，并通过外部1%电阻来设置， 以在较低的3.3V电源下获得最宽的输出动态范围。 +3.3V VOUT, dm = 1V p-p VOUT, cm = +1.65V 250Ω 1.0V 50 0.5V 1.0V p-p UNIPOLAR SIGNAL SOURCE 0.1µF 57.6 10kΩΩ NC 500Ω VOCM 10kΩ NC ADA4950-1 20pF VIN+ VREF SENSE 250Ω AGND 500Ω 0.1µF 26.7Ω 10µF + 866Ω 0.1µF 0.1µF AD9245 33Ω 500Ω AVDD VIN– 33Ω 10µF + 0.1µF 1.0kΩ AD8031 07957-254 0V 0.1µF 0.1µF 500Ω 图63. ADA4950-1驱动AD9245 ADC，单极性直流耦合输入和输出，增益 = 2 Rev. 0 | Page 24 of 28 ADA4950-1/ADA4950-2 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 SEATING PLANE 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 0.30 0.23 0.18 *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64. 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65. 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 ADA4950-1YCPZ-R2 1 ADA4950-1YCPZ-RL1 ADA4950-1YCPZ-R71 ADA4950-2YCPZ-R21 ADA4950-2YCPZ-RL1 ADA4950-2YCPZ-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 Rev. 0 | Page 25 of 28 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 H1L H1L H1L ADA4950-1/ADA4950-2 注释 Rev. 0 | Page 26 of 28 ADA4950-1/ADA4950-2 注释 Rev. 0 | Page 27 of 28 ADA4950-1/ADA4950-2 注释 ©2009 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D07957sc-0-5/11(0) Rev. 0 | Page 28 of 28