利用单运算放大器驱动复杂adc和视频负载能力的

当信号沿着pcb走线和很长的电缆传输时，系统中的信号噪声在累积，差分adc抑制所有以共模电压出现的信号噪声。采用差分信号而不是单端信号有两个优点：差分信号可使adc动态范围扩大两倍，以及提供更好的谐波失真性能。

通过双运算放大器结构产生差分信号的方法有好几种，两种常见方法是单端-差分转换和差分-差分转换。前者要求单输入源，后者要求差分输入源。为利用adc的整个动态范围，必须将输入驱动至满量程输入电压。

信号路径的基本考虑要素

有效设计信号路径模拟前端必须连接一些关键的元件（图）。典型的信号路径模拟前端包括驱动adc的运算放大器、rc滤波器以及微控制器或者数字信号处理器（dsp）。

典型的信号通道模拟前端包括驱动adc、rc滤波器以及mcu或dsp的运算放大器。

实际的输入源阻抗可能并非理想，因此必须用输出阻抗非常低的缓冲放大器来驱动adc输入。外部rl-cl滤波器用作抗混叠滤波器，它有助于降低adc驱动器的噪声带宽，并对adc采样保持电路产生的充电瞬变进行缓冲。为尽量降低输入电压的下降，外部并联电容值（cl）应该比adc内部输入电容大10倍左右。此外，外部串联电阻（rl）应该足够大，以便在运算放大器输出端保持相位延迟，从而保持稳定性。

在运算放大器输出与adc输入之间接串联隔离电阻对大多数应用都有好处。这个串联电阻有助于限制运算放大器的输出电流。串联电路的阻值选择很重要，较大的阻值则将增加从运算放大器端看过去的负载阻抗，并改善运算放大器的总谐波失真（thd）性能。不过，adc最好由低阻抗源驱动，因此，必须找出此串联电阻的最佳阻值，以提供运算放大器和adc组合电路的最佳指标，包括thd、信噪比（snr）和无杂散动态范围（sfdr）。

当将adc与运算放大器进行接口，必须了解对获得所期望性能结果而言非常重要的技术参数。现代adc的交流参数，如thd、snr、建立时间以及sfdr，在滤波、测试与测量、视频和重建应用中都很关键。高性能运算放大器的建立时间、thd和噪声性能必须好于被驱动的adc的相应值，以使系统具有合适的精度，而误差却最小或者没有误差。

在本文设计中，可以采用lmh6611或 lmh6618单运算放大器来驱动单通道adc121s101adc，可以采用lmh6612 或lmh6619双运算放大器来驱动差分输入adc121s625 或adc121s705adc。这些放大器专门为要求高速、低电源电流、低噪声以及具有驱动复杂adc和视频负载能力的大范围应用而设计，使用起来非常方便。

关键的运算放大器和adc参数

有些系统应用要求低thd、低sfdr和宽动态范围。有些系统则要求高snr，这可能为了突出噪声性能而牺牲thd和sfdr。

对运算放大器和adc而言，噪声是非常重要的技术参数。影响adc总体性能的噪声源主要有三个，即量化噪声、adc本身产生的噪声（特别是在较高频率下）以及应用电路产生的噪声。输入源的阻抗可影响运算放大器的噪声性能。理论上，adc的snr可用下式求得：

snr=6.02n+1.72 单位：db

其中，n是adc的分辨率。根据上式，12位adc的snr是74db。不过，实际snr值可能为72db左右。为获得更好的snr性能，adc驱动器噪声应该尽可能低。lmh6611/lmh6612/lmh6618/lmh6619电压噪声只有10nv/vhz。

adc驱动器的thd本身就应比adc的thd低。lmh6618/lmh6619在2v（峰峰值）输出和100khz输入频率下的sfdr为100dbc。lmh6611/lmh6612在2v（峰峰值）输出和1mhz输入频率下的sfdr为90dbc。

信噪失真比（sinad）是综合了snr和thd的一个参数。sinad定义为输出信号rms值与低于时钟频率一半的所有其它频谱分量（包括谐波但不包括直流）rms值的比，是衡量整体adc动态性能的一个参数。可根据下式从snr和thd得到sinad：