AN-1505: 在采集单端工业级信号的应用中使用8通道ADC AD7328
电路功能与优势
图1所示电路旨在优化双极性输入、8通道、12位加符号模数转换器(ADC) AD7328的性能。AD7328能以1 MSPS的吞吐速率运行。所选的运算放大器和基准电压源能够提供低输出阻抗驱动、充足的建立时间和精密基准电压，从而确保AD7328在工业级单端信号源下实现高性能。
AD7328采用工业标准互补金属氧化物半导体(iCMOS®)工艺设计，将高压硅与亚微米CMOS及互补双极性技术相结合。AD7328可输入真双极性模拟信号。AD7328有四种软件可选输入范围：±10 V、±5 V、±2.5 V和0 V至+10 V。每个模拟输入通道支持独立编程，可设为四个输入范围之一。AD7328中的模拟输入通道可通过编程设为单端、真差分或伪差分三种模式。
电路描述
在特别注重谐波失真和信噪比特性的应用中，AD7328的模拟输入端必须采用低阻抗源驱动。较大源阻抗会显著影响该ADC的交流性能，并且可能需要使用一个输入缓冲放大器。不用放大器来驱动模拟输入端时，建议将源阻抗的值限制在较低水平。由于AD7328的模拟输入具有可编程特性，因此选择驱动输入端的运算放大器时，主要取决于特定应用以及输入配置和所选的模拟输入电压范围。
差分操作要求用两个幅度相等、相位相差180°的信号同时驱动 VIN0和 VIN1引脚。并非所有应用都会预先调理信号以用于差分操作，因此经常需要执行单端转差分转换。这种单端至差分转换可以用运算放大器来实现，如图1所示。
AD8620是一款理想的运算放大器，可以用来为AD7328提供一个单端转差分驱动器。AD8620是一款精密、低输入偏置电流、宽带宽结型场效应管(JFET)双通道运算放大器。
图1所示的电路配置说明如何用AD8620运算放大器，将单端信号转换为差分信号，以便施加于AD7328的模拟输入端。VIN+和VIN-点的信号必须具有相等的幅度，但相位相差180°。
该电路接受双极性±10 V单端信号。双通道AD8620放大器以交叉耦合配置连接，在VIN0和VIN1处产生相位相差180°的20 V p-p信号。因此，AD7328的差分输入信号VDIFF为 40 V p-p。交叉耦合配置可使两个输出之间实现出色的相位匹配。
AD7328总共有8个单端模拟输入通道。图2显示该ADC以单端模式工作时的典型连接图，其中用AD797来缓冲信号，再将信号施加于ADC的模拟输入端。
AD7328的模拟输入通道可通过独立编程，接受四种输入范围之一。AD7328可输入±4 × VREFIN、±2 × VREFIN、 ±VREFIN和0至+4 × VREFIN四种信号。
AD7328允许将外部基准电压施加于REFIN/OUT引脚。基准电压的额定输入电压范围为2.5 V至3 V。用3 V而不是 2.5 V基准电压时，AD7328能够接受更大的输入信号。在图1和图2中，AD780用作外部基准电压源。AD780是一款2.5 V/3 V超高精度基准电压源，支持灵活选择电压范围。
为实现额定性能，该电路必须构建在具有大面积接地层的多层印刷电路板(PCB)上。为实现理想性能，必须采用适当的布局、接地和去耦技术（请参考教程教程MT-031 、教程MT-101l及EVALAD7328SDZ评估板布局）。
常见变化
适合AD7328使用的基准电压源包括REF192、AD1582、 ADR03、ADR381、ADR391和ADR421。双通道、高速、低噪声运算放大器AD8022也适合需要双运算放大器的高频应用。在高性能系统中，也可以用一对AD8021（AD8022的单通道型号）代替AD8022。对于较低频率的单端应用，诸如AD797（单通道）、AD8610（单通道）、AD8620（双通道）、 AD8599（双通道）和 ADA4941-1（差分）等运算放大器是合适的替代产品。
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。
教程MT-036， 运算放大器输出反相和输入过压保护， ADI公司。