CN0051

ACカップリングのベースバンド・アプリケーションで、A/DコンバータAD9233/AD9246/AD9254をドライブする回路

※Rev.0を翻訳したものです。新ver.は英語資料をご覧ください。 

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回路機能とその特長

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このドキュメントで説明され、図1に示された回路は、A/Dコンバータ・ドライバのADA4937-1を用いて、ACカップルされたシングルエンド入力をACカップルの差動信号に変換して14ビット、125MSPSのA/DコンバータAD9246をドライブする回路です。ADA4937は、低ノイズ、超低歪みの高速差動アンプで、低DCオフセットと優れたダイナミック性能を備えています。この製品はDC~100MHzで最大16ビットの分解能を持つ高性能A/Dコンバータの駆動に最適な選択肢で、広範囲なデータ・アクイジションやデータ・プロセッシング・アプリケーションに非常に適しています。これまでのA/Dコンバータに比べて消費電力とコスト削減が組み合わさったこの回路は通信、計測機器、医用画像処理などのアプリケーションに適しています。



図1.AD9246をドライブするADA4937-1の回路

回路説明

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AD9246はモノリシック、シングル1.8V電源、14ビット80MSPS/105MSPSのA/Dコンバータ(ADC)で、高性能なサンプル&ホールド・アンプ(SHA)とリファレンスを内蔵しています。広帯域、真の差動SHAの採用により、シングルエンド・アプリケーションを含む、ユーザー選択可能な多様な入力範囲とオフセットが可能になっています。このデバイスは、フル・スケール電圧レベルでスイッチングする隣接チャンネルをマルチプレクスするシステム、およびナイキスト・レートをはるかに超える周波数のシングル・チャンネル入力をサンプリングするシステムに適しています。

AD9246は差動で駆動することによって最適性能を実現します。ADA4937はシングルエンドを差動に変換するだけではなく、増幅やレベル・シフトも提供します。ADA4937の出力コモンモード電圧は、抵抗デバイダをADA4937のVocmピンに接続することによって設定されます。

A/Dコンバータ・ドライバの出力はシングルポールのローパス・フィルタにACカップリングされます。このローパス・フィルタはA/Dコンバータ入力のノイズ帯域を低減し、ADCのスイッチド・キャパシタ入力からドライバをアイソレーションする役割を果たします。いかなる構成においても、シャント・コンデンサCの値は入力周波数と信号源インピーダンスに依存するため、小さくするか、あるいは削除する必要があります。表1にRCネットワークの推奨値を表示しています。ただし、これらの値は入力信号に依存するため、初期ガイドとしてのみ使用してください。



図2.ADA4937とAD9246の組み合わせによるHD2/HD3特性

ADCに対する入力コモンモード電圧はCMLピンと200Ω抵抗ペアーによって設定されています。CMLとADA4937のVocmピンを使ってADCの入力コモンモード電圧を設定させるもう1つのアプリケーションについては、次節のバリエーション回路を参照してください。 ADA4937はアナログ・デバイセズ独自のシリコン・ゲルマニウム (SiGe)相補バイポーラ・プロセスにより製造されているため、非常に低レベルの歪み、かつわずか2.2 nV/√Hz.の小さな入力電圧ノイズを実現しています。

図1に示した回路は種々の周波数における-1dBFS信号でテストしました。図2は、周波数に対して2次および3次の高調波歪みのプロットを示しています。

バリエーション回路

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ADCをドライブするにあたり、いくつか他のアンプ構成があります。差動のACカップル入力と差動出力、DCカップルのシングルエンド入力とACカップルの差動出力、DCカップルのシングルエンド入力と差動出力、それにDCカップルの差動入力と差動出力があります。

DCカップルのシステムでは、ドライバの出力コモンモード電圧はVocmピンを介して設定されます。出力コモンモード電圧の調整が可能なため、ADA4937出力をADCの入力コモンモード電圧にマッチさせることができます。また、ADA4937の内部コモンモード帰還ループは優れた出力バランスを維持し、偶数次の高調波歪み成分を抑圧します。このようなアプリケーションでは、しばしばADCのCMLピンを直接ドライバのVocmピンに接続して、最適なADC入力のコモンモード電圧を実現させることがあります。その他のアプリケーションで、Vocmピンをオペアンプのような低インピーダンス源から駆動させることも可能です。また、フローティングを切り離しできますが、コンデンサでバイパスすることもできます。このような場合、Vocm電圧は+Vsと-Vsに加えられた電圧の中間点に設定されます。




周波数範囲 (MHz)
 直列抵抗(Ω)
 差動コンデンサC (pF)
0 to 70
 33
 15
70 to 200
 33
 5
200 to 300
 15
 5
 >300  15  Open

表1.RCネットワークの推奨値







製品サンプル

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Description

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ADA4937-1 ADCドライバ、超低歪み、差動(シングル)

ADA4937-1YCPZ-R7

AD9246 14ビットA/Dコンバータ、105MSPS/125MSPS、1.8V

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