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實現(xiàn)放大器與ADC之間的共模融合

文章來源：更新時間：2017/4/27 11:30:00

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當(dāng)我們拼命折騰自己，藐視摩爾定律，不斷實現(xiàn)更小的幾何尺寸和IC工藝時，供電或偏置軌也要走這條路了。大部分器件都用單邊電源給元件供電，但我們可以看到大部分信號仍是雙極性形式。為了給放大器和轉(zhuǎn)換器建立新“零”點或中心碼，需要在兩者之間定義一個共模(CM)電壓。否則，您的設(shè)計基本上無法工作。
兩個器件之間的公共地有時比較隱蔽。對于放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，在指定新型信號鏈應(yīng)用時經(jīng)常會忽視這些需求，這一般是因為數(shù)據(jù)手冊被忽略太久了！兩個器件當(dāng)然都會有些限制規(guī)定，以便適應(yīng)輸入/輸出范圍和電源。所以要小心謹(jǐn)慎，不管怎么樣，都應(yīng)讀一下數(shù)據(jù)手冊。

共模定義

現(xiàn)在，您已經(jīng)選好了放大器和高速ADC，還會有什么不妥嗎？您已經(jīng)進(jìn)行了大量的噪聲分析，并找到了符合當(dāng)前應(yīng)用技術(shù)規(guī)格的設(shè)計。您是否考慮過兩個相連器件之間的CM電壓規(guī)格？問倒您了吧！

客戶在不了解規(guī)定兩個器件處理性能的這一參數(shù)時，就會向技術(shù)支持人員提出疑問。如果采用交流耦合設(shè)計，并且不需要任何直流內(nèi)容，您讀到這里就可以了。否則，對于交流耦合應(yīng)用，需在放大器/轉(zhuǎn)換器之間使用一個耦合電容來打破這種CM不匹配。這樣，設(shè)計才能夠優(yōu)化放大器輸出和轉(zhuǎn)換器輸入的CM偏置。

如果屬于直流耦合應(yīng)用，就需要保留信號的直流內(nèi)容。CM在這里非常重要，它能使信號精確分解成數(shù)字位、代碼和最低有效位(LSB)。

CM電壓只是信號移動（圖1）的中點。如果您是一個轉(zhuǎn)換器迷，您還可以將它看作是新中點或零代碼。作為放大器，通常通過一個VOCM引腳或某種類似的器件，在輸出端建立CM。不過要小心，這些引腳也有特定的電流和電壓范圍要求。

最好是查閱放大器數(shù)據(jù)手冊，并且/或者使用不會使電路內(nèi)部的任何相鄰電路或基準(zhǔn)點負(fù)荷過重的穩(wěn)定偏置點。不要只是提取一個轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓引腳(VREF)，它通常是轉(zhuǎn)換器滿量程的一半，可能無法提供充分的高精度偏置。

謹(jǐn)慎起見，也應(yīng)查閱轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊上的引腳技術(shù)規(guī)格。一般而言，電阻容差1%的簡單分壓器和/或緩沖器驅(qū)動器之類，不能正確設(shè)置放大器的CM偏置。