為快速ADC提供電壓箝位與DC偏置模擬電路
許多快速ADC都推薦0.6V~2.6V輸入電壓范圍,如美國國家半導(dǎo)體公司的ADC1175(參考文獻1)。但在某些應(yīng)用中,必須要轉(zhuǎn)換一個對稱的模擬輸入信號。本設(shè)計實例中的電路將一個-0.2V ~ +0.2V范圍的對稱輸入電壓轉(zhuǎn)換到推薦的0.6V~2.6V范圍(圖1)。該電路亦能防止輸出電壓低于-0.3V,以防止損壞ADC。
電路采用了一片Analog Devices的AD8002雙電流反饋運算放大器,以獲得高帶寬(參考文獻2)。第一部分的非反相放大器IC1A電壓增益為5。這部分具有高輸入阻抗和低輸出阻抗,使第二部分IC1B能正常工作。第二部分承擔了大部分任務(wù)。IC1B、R4和R5構(gòu)成一個基本的反相放大器,增加R3和D1后可以獲得箝位效果。R3、D1、R4與R5確定箝位電平。另外,電流IDC對輸出電壓作直流偏置??梢晕⒄{(diào)可調(diào)電位器P1的電阻以獲得所需的輸出電壓偏置,如1.6V。
如果二極管D1的電流可忽略,則輸出電壓VO是:-(1+R2/R1)×(R5/(R3+R4))×VI+VCC×R5/(R6+P1+R7)=1.6-5×VI。假設(shè)二極管電壓VDIODE為0.6VS,則VO=-(R5/R4)×VDIODE+VCC×R5/(R6+P1+R7) = 1.6-1.65=-0.05V。
保護ADC的箝位出現(xiàn)在0V附近。提升箝位電平會降低電路在非箝位區(qū)內(nèi)的線性度。換句話說,在箝位電平與線性度之間存在一個設(shè)計折中。電阻R8限制通過ADC輸入端的電流。電容C2為可選,它限制VADC/VI帶寬。電容C1可減少來自-VCC電源的噪聲。
1. "ADC1175-8-Bit,20MHz,60mWA/DConverter,"NationalSemiconductor.
2. "AD8002Dual600MHz,50mWCurrentFeedbackAmplifier,"AnalogDevices.
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