ZHCSBJ5B September 2013 – November 2025 ADS5474-SP
PRODUCTION DATA
ADS5474 的模拟输入包含一个模拟伪差分缓冲器,后跟一个双极晶体管 T&H。模拟缓冲器将驱动 ADC 输入的源与任何内部开关隔离,并且与没有缓冲输入的 ADC 相比,提供在高输入频率下易于驱动的高阻抗。输入共模通过一个 500Ω 电阻器在内部设置,该电阻器从 3.1V 连接到每个输入(在该系列的 12 位和 13 位成员上,共模为 ≅2.4V)。该配置会产生 1kΩ 差分输入阻抗。
图 6-1 模拟输入等效电路对于满量程差分输入,输入信号(引脚 16 和 17)的每条差分线路在 (3.1V + 0.55V) 和 (3.1V–0.55V) 之间对称摆动。该范围意味着,对于总差分输入信号摆幅为 2.2VPP 的情况,每个输入的最大信号摆幅为 1.1VPP。允许在低于 2.2VPP 的条件下运行,性能与输入振幅间的关系特性如图 5-19 和图 5-20 所示。例如,对于 1.1VPP 而不是2.2VPP 时的性能,请参见 -6dBFS (0dBFS = 2.2VPP) 时的 SNR 和 SFDR。最大摆幅由内部基准电压发生器决定,无需任何外部电路即可实现该目的。
ADS5474 执行的最佳性能条件是以差分方式驱动模拟输入。图 6-2 中的电路显示了一种可能的配置,其使用射频变压器,在变压器的初级侧或次级侧都有终端。此外,评估模块的配置采用两个背对背变压器,进一步展示了良好的性能。如果需要电压增益,请使用升压变压器。
图 6-2 使用射频变压器将单端输入转换成差分信号除了变压器配置外,德州仪器 (TI) 还提供了各种单端运算放大器,可根据应用进行选择。在高输入频率应用中使用射频增益块放大器(如 THS9001)。对于 50MHz 至 400MHz 范围内中频下较大的电压增益,使用图 6-3 所示的配置。针对不同的中间频率调整分量值。图 6-3 所示示例位于评估模块上,针对 IF 170MHz 进行了调优。有关此配置的更多信息,请参见 ADS5474 EVM 用户指南和 THS9001 50MHz 至 350MHz 级联放大器 数据表。
图 6-3 将 THS9001 中频放大器同 ADS5474 配合使用对于需要与信号源直流耦合的应用,差分输入或差分输出放大器(如 THS4509,如图 6-4 所示)可在宽频率范围内提供良好的谐波性能和低噪声。
图 6-4 将 THS4509 或 THS4520 同 ADS5474 配合使用在此配置中,THS4509 放大器电路提供 10dB 的增益,将单端输入转换为差分输入,并使用 ADC 的 VCM 输出引脚为 ADS5474 设置适当的输入共模电压。THS4509 输出和 ADS5474 输入之间的 50Ω 电阻器和 18pF 电容器(以及 ADC 的输入电容)将信号带宽限制在约 70MHz (-3dB)。输入端接通过 78.9Ω 电阻器及 0.22μF 接地电容器以及放大器电路的输入阻抗实现。
为了平衡电路,0.22μF 电容器和 49.9Ω 电阻器被插入备用输入端的 78.9Ω 电阻器和 0.22μF 电容器接地。增益为源阻抗、端接和 348Ω 反馈电阻器的函数。请参阅 THS4509 宽带、低噪声、低失真、全差分放大器 数据表,了解用于为其他常见增益设置正确 50Ω 端接的更多分量值。
由于 ADS5474 建议的输入共模电压为 3.1V,因此 THS4509 由单一电源输入供电,其中 VS+ = 5V 且 VS– = 0V(接地)。由于 ADC 输入共模为 3.1V 和 +0.55V 满量程信号,该配置有可能略微超过 THS4509 的建议输出电压 3.6V。超过电压不会损害 THS4509,但可能会导致 THS4509 的谐波性能下降。
THS4520 是一款具有更宽建议输出电压范围的放大器,该放大器针对高达 ≅20MHz 频率范围内的低噪声和低失真进行了优化。对谐波失真不敏感的应用可考虑使用较高频率下的任一器件。