非常见问题来源于ADI公司电话记录中奇怪但真实的故事"，每月定期刊登在EDN和Design News杂志。
让共模电压问题不再棘手
问题：为什么我的数模转换器无法实现数据手册中规定的满量程？
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回答：ADC数据手册只规定了模拟输入的共模电压，而围绕这方面所提供的详细信息不太多。要实现满量程的额定性能，还要必须维持适当的前端偏置。
集成缓冲器的ADC一般都具备内部偏置共模电压，大小为模拟电源电压的一半加上二极管压降(AVDD/2+0.7V)。不需要外部电路为这个电路加偏压，但是必须维持该电压以使转换器正常工作。对于不带缓冲器(比如，开关电容输入)的转换器，共模偏置一般为模拟电源电压的一半，即AVDD/2，可以通过多种方式由外部提供。一些转换器有一个专用引脚，通过该引脚，设计工程师可将一组电阻连接到模拟输入，以提供偏置。此外，设计工程师还可以将内部偏置连接到变压器的中心抽头，或者将电阻连接至模拟电源上以进行分压(即模拟输入电阻的两端分别连接到AVDD和地)。由于许多基准没有外部缓冲器，故无法提供共模偏置，因此请在使用VREF引脚之前查看制造商的数据手册或者咨询应用支持人员。
如果未提供或者未维持共模偏置，转换器将会产生影响总测量结果的增益误差和偏置误差。转换器可能过早出现“箝位”，或者因为根本达不到满量程而不会出现“箝位”。当转换器前端连接放大器，特别是当应用需要直流耦合(用于直流采样或者极低频率的信号)时，共模偏置尤其重要。查看放大器的数据手册规格，确保放大器满足转换器的摆幅和共模电源要求。转换器正在向更小工艺节点演进，因此电源电压也越来越低。采用1.8V电源供电时，放大器需要0.9V的共模电压。3.3V至5V电源电压供电的放大器无法维持如此低的电平，但是新型的低压放大器却可以。
对于任何设计，如果忽视转换器的共模输入电压指标都可能会导致严重问题。如果为多级电路，其共模电平必须保持一样，以防止两个器件相互“冲突”。如果不一致，有一个器件会起“主导”作用，从而产生不真实的测量结果。对于交流耦合应用，在两级电路之间采用耦合电容来消除共模失配，这样设计可对放大器输出和ADC输入偏置都进行优化。
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| 特约作者Rob Reeder于1998年加入ADI公司，目前是ADI公司位于美国北卡罗来纳州Greensboro的高速转换器部门的一位转换器高级应用工程师。他于1998年和1996年分别获得北伊利诺斯大学电子工程硕士学位(MSEE)和电子工程学士学位(BSEE)。在业余时间，他喜欢音乐、艺术，还与他的两个男孩打篮球。 |
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设计助手/工具:
AD9445 IBIS模型
AD9222 IBIS模型
ADA4937 SPICE宏模型
产品链接:
AD9445: 14位、105 MSPS/125 MSPS ADC
AD9222: 8路、12位、40/50/65 MSPS、串行LVDS、1.8 V ADC
ADA4937: 超低失真差分ADC驱动器(单通道)
ADA4938: 超低失真差分ADC驱动器(单通道)
《模拟对话》杂志:
运算放大器和仪表放大器内务处理技术 (pdf, 683,244 bytes)
在线研讨会/培训/指南:
采用差分设计提高系统性能
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