高速adc使用由快速CMOS開關(guān)和采樣電容組成的采樣和保持輸入結(jié)構(gòu)。當(dāng)CMOS開關(guān)閉合時(shí)，采樣電容與前面的驅(qū)動(dòng)電路共享其存儲的電荷(電荷反打)。隨著采樣電容及其存儲電荷的增大，驅(qū)動(dòng)電路必須受到更多的關(guān)注。

流水線adc通常具有幾個(gè)皮級的樣品電容。相比之下，高性能16位20Msps LTC2270高速ADC使用17pf采樣電容。相對較大的采樣電容的優(yōu)點(diǎn)是可以顯著降低內(nèi)部t /C噪聲，從而獲得更好的信噪比(SNR)。缺點(diǎn)是該部件變得更加難以驅(qū)動(dòng)。每次CMOS開關(guān)閉合時(shí)，采樣電容向驅(qū)動(dòng)器回踢的電荷明顯多于較小的采樣電容。

驅(qū)動(dòng)和ADC之間的接口濾波器需要特別注意。不合適的濾波器會(huì)影響信噪比和SFDR。該濾波器必須限制噪聲，并充分解決電荷反流，以保護(hù)驅(qū)動(dòng)器和ADC免受反射。本設(shè)計(jì)說明了如何為LTC2270設(shè)計(jì)合適的驅(qū)動(dòng)器和10mhz接口濾波器。

司機(jī)選擇

LTC2270具有84.1dB信噪比(46 μ VRMSinput參考噪聲)，基帶SFDR為99dB。為了確保ltc2270的性能達(dá)到最佳，ADC驅(qū)動(dòng)器必須能夠承受較大的電荷反流，驅(qū)動(dòng)相對較重的負(fù)載，并且具有較低的寬帶噪聲。

ADC輸入端的共模終止是維持ADC低失真所必需的，這會(huì)給驅(qū)動(dòng)器帶來很大的負(fù)載。此外，司機(jī)必須極低的噪音。作為參考點(diǎn)，一個(gè)3nV/√赫茲在10MHz帶寬上的放大器將使信噪比下降超過1dB。LTC6409是滿足這些要求的一個(gè)很好的選擇。它提供驅(qū)動(dòng)和輸出擺幅，以允許足夠的共模終止和1.1nV/√的輸入?yún)⒖茧妷涸肼?span id="pfzx555" class="analog-text-overline" style="font-size: 14px; box-sizing: border-box;">赫茲．

濾波器的設(shè)計(jì)

高頻流水線adc數(shù)字化了巨大的信息帶寬。LTC2270具有200MHz的全功率帶寬，使其能夠數(shù)字化20Nyquist區(qū)域并集成寬帶噪聲失真，時(shí)鐘頻率和其他低頻偽影。

接口濾波器限制了來自驅(qū)動(dòng)器的寬帶噪聲，但如果不仔細(xì)設(shè)計(jì)，濾波器也會(huì)惡化SFDR。為了獲得驅(qū)動(dòng)器和ADC的最佳sfdr規(guī)格，請從這些廣泛的指導(dǎo)方針開始:

• ADC的輸入阻抗應(yīng)該很低。由于采樣主要是一個(gè)共模效應(yīng)，這個(gè)終止應(yīng)該是共模的。

• 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)該看到相對較高的阻抗，特別是當(dāng)驅(qū)動(dòng)ADC到滿量程時(shí)。

• 具有吸收性(從不打開或短)特性的過濾器性能更好。

• 共模終端電容減輕了電荷反流對驅(qū)動(dòng)器和ADC的影響。一個(gè)包含共模終止和適當(dāng)解決電荷反流的濾波器將優(yōu)化SFDR。

還有其他的接口過濾器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，特別是關(guān)于布局的，但這些考慮提供了一些基本的方向。圖1中的過濾器說明了這些規(guī)范，并且在實(shí)驗(yàn)室中表現(xiàn)良好。圖2顯示了完整的界面。

實(shí)驗(yàn)室測試

特定設(shè)計(jì)的適當(dāng)濾波器和終止必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，因?yàn)闆]有單一的規(guī)則或方程涵蓋所有設(shè)置。實(shí)驗(yàn)室測試確保濾波器可以承受這些電路現(xiàn)實(shí)，如電路板寄生。實(shí)驗(yàn)室測試也可以證明，電阻和無功端接對系統(tǒng)畸變有顯著影響。

例如，圖3顯示了使用圖2中的接口執(zhí)行的雙音測試。此外，圖4顯示了吸收端接和無輸出端接之間的失真惡化。帶內(nèi)sfdr優(yōu)于100dB，信噪比僅下降0.4dB。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可能顯示意外的過量噪聲或失真。在大多數(shù)情況下，一些調(diào)整是必要的。例如，減少帶寬可能會(huì)增加信噪比，但往往以失真為代價(jià)。

下面是一些設(shè)計(jì)界面過濾器時(shí)需要牢記的實(shí)用規(guī)則:

• 保持過濾器的值和布局對稱

• 僅使用低失真電容器，如COG/NPO，去Q或使用低Q濾波器電感

• 提供共模滾轉(zhuǎn)

結(jié)論

盡管LTC2270具有額外的采樣電容，但合適的驅(qū)動(dòng)器和10MHz濾波器幾乎不會(huì)降低LTC2270的數(shù)據(jù)表規(guī)格。雖然LTC6409可以與ltc2270一起工作以數(shù)字化更高的頻率，但濾波器設(shè)計(jì)可能不像用縮放值替換電感和電容器那樣簡單。最后，使用基準(zhǔn)測試來產(chǎn)生經(jīng)驗(yàn)證據(jù)來證明任何ADC接口的充分性。