AN-1499: 直流耦合差分和单端应用中的SAR ADC AD7266
电路功能与优势
本电路笔记所示的驱动器电路针对要求低失真和低噪声性能的直流耦合应用进行了优化。此驱动电路可提供充足的建立时间、低失真和低输出阻抗，从而确保 AD7266发挥理想性能。
电路描述
在信号源具有高阻抗的应用中，建议先对模拟输入信号进行缓冲，再将信号施加于AD7266的开关电容输入端。此缓冲会将信号源与该模数转换器(ADC)输入端的瞬态电流隔离。可以用一个双运算放大器对，将差分信号直接耦合至AD7266的模拟输入。 AD8022 具有低功耗（每个放大器 4.0 mA）、低噪声（100 kHz时为2.5 nV/√Hz）和低失真 （200 kHz时无杂散动态范围(SFDR)为110 dB）特性，是理 想的双通道运算放大器。AD7266在5 V电源电压下，规定的 最小采集时间为90ns。该采集时间指器件从进入跟踪模式 到下一次转换启动之间的时长。所选运算放大器必须具有 充足的建立时间，以便满足AD7266的采集时间要求，并实 现额定性能。
图1所示的电路配置说明了如何用一个AD8022运算放大器，将双极性单端信号转换为单极性差分信号，以便直接施加于AD7266的模拟输入端。该电路不仅执行单端转差分转换，而且还对输出信号进行电平转换，以匹配ADC的输入范围。施加于图1所示A点的电压用于设置每一半AD8022的共模电压。10 kΩ/20 kΩ分压器通过AD7266 2.5 V内部基准电压源产生此电压(1.67 V)。若在系统其他位置使用AD7266的片内2.5 V基准电压源（如图1和图2所示），则必须先对DCAPA 和DCAPB 的输出进行缓冲。可选用具备高精度性能的OP177作为基准缓冲器。
（简化原理图；未显示去耦和所有连接）
主负反馈路径由电阻R2至电阻R1构成，从VIN到 VA2的增益 由电阻R2与电阻R1的比值决定。本例中，该比值为0.5。AD8022上半部分输入端的1.67 V共模电压在 VA2处输出共模电压，即(1 + R2/R1) × 1.67 V = 2.5 V。电阻R3和R4提供的局部反馈在VA1处产生信号，该信号与VA2处的信号180°错相。
当输入电压为零时，VA1和 VA2必须均为2.5 V。此电压要求R3和R4上的电流均为：
(2.5 V - 1.67 V)/221 Ω = 3.76 mA
因此，流过R5的电流为2 × 3.76 mA = 7.52 mA。所以，R5必须等于R3和R4，使 VA1处的共模电压必须为2.5 V。
AD7266可以总共有12个单端模拟输入通道。模拟输入范围可以通过编程设置为0 V至 VREF或0 V至2 × VREF。图2所示为ADC以单端模式工作时的典型连接图，其中AD8022用于驱动一对分立通道。AD8021是一款高性能单通道运算放大器，在极高性能系统中可以替代双通道器件。R的绝对值可以灵活选择，但是必须根据所要实现的运算放大器带宽来选择。
（简化原理图；未显示去耦和所有连接）
图1和图2中的AD8022均采用12 V双电源供电，而AD7266的额定电源电压范围为2.7 V至5.25 V。瞬态或上电情况下决不能超过AD7266的最大输入电压限制（请参考“ 教程MT-036”）。此外，该电路必须构建在具有较大面积接地层的多层电路板上。为实现理想性能，必须采用适当的布局、接地和去耦技术（请参考“教程MT-031”、“教程MT101”、EVAL-AD7266评估板布局）。
常见变化
如需降低成本，可以使用超低失调电压运算放大器OP07D 代替 OP07D。除输入失调电压特性外，二者的性能相似。
参考文献
教程 MT-031，实现数据转换器的接地并解开 AGND 和DGND的谜团， ADI公司。