微功耗运算放大器驱动8通道18位同步采样ADC
用于驱动18位模数转换器（adc）的运算放大器通常消耗与adc本身一样多的电源电流，其最大失调规格通常远高于adc。如果需要多个adc通道，这些驱动器的功耗会迅速上升到不可接受的水平。
如果需要 18 位精度（信噪比、thd、v操作系统），但采样速率不高，并且输入信号为低频或直流，因此所提供的简单缓冲器能够驱动 ltc2348-18 8 通道同步采样 adc。它还实现了与snr、thd和失调性能的典型规格相当的性能，功耗非常低。
电路说明
ltc®2348-18 是一款低噪声、8 通道同步采样 18 位逐次逼近寄存器 （sar） adc，具有宽输入共模范围。ltc2348-18 在一个 ±10.24v 的输入范围内，实现了 –109db thd （典型值）、96.7db snr （典型值） 和一个 ±550μv （最大值） 的失调，同时在 200ksps 时仅耗散了 140mw （典型值）。当以本应用的10ksps速率工作时，通过使用器件的nap模式，adc的功耗降至45mw （典型值）。
lt®6020 是一款双通道微功率、5v/μs 精准轨至轨输出运放，其输入失调电压小于 30μv （最大值），每个放大器仅吸收 100μa （最大值）。
图 1 所示电路示出了配置为驱动 ltc2348-18 模拟输入的同相缓冲器的 lt6020 运放。每个运算放大器的最大功耗仅为3mw。对于所有八个通道，加起来只有24mw，约为10ksps时adc功耗的一半。
图1.lt6020 缓冲器驱动 ltc2348-18 8 通道同步采样 sar adc
缓冲器输出端的 rc 滤波器最大限度地减小了 lt6020 的噪声贡献，并降低了由多路复用器和输入采样电容器引起的采样瞬态的影响。对于所选的rc时间常数，r值应尽可能小，以减少电阻两端的压降。如果不允许滤波器输出完全建立，则会导致增益误差。r值必须足够大，以防止运算放大器输出端出现过多振铃，从而增加建立时间并增加失真。
ltc2348-18 提供了两种不同的操作模式。第一种是全差分模式，它要求每个通道的两个模拟输入由单独的放大器驱动。第二种是伪差分模式，它仅驱动一个模拟输入，同时将另一个输入接地。第二种模式由图1所示电路使用。使用伪差分驱动意味着所需的元件更少，功耗更低。使用此模式的缺点是 inl 会略微降级。
电路性能
图 2 示出了由图 1 中的缓冲器伪差分驱动的 ltc2348-18 的 8192 点 fft。thd 为 –108db，在 10ksps 时 snr 为 95.8dbfs，这与 ltc2348-18 的典型规格相比非常出色。
图2.图1电路的8192点fft
图3显示了snr和thd与采样速率的关系。信噪比在96dbfs附近保持相当平坦，最高可达10ksps。thd在10ksps时开始上升到–108db以上。
图3.图1电路的snr和thd与采样速率的关系
图4显示了snr和thd与输入频率的关系。snr 和 thd 均从 ltc2348-18 的典型规格在 100hz 以上缓慢降级，直到 1khz snr 为 94dbfs 和 thd 为 –85db。
图4.图1电路的snr和thd与输入频率的关系
图 5 显示了 lt6020 驱动器和 adc 与采样速率的组合失调误差。失调最初小于1lsb，当采样速率超过10ksps时开始下降。
图5.图1电路的adc和驱动器组合失调与采样速率的关系
结论
ltc2348-18 18 位、200ksps、8 通道同步采样 sar adc 的简单驱动器 — 由配置为同相缓冲器的 lt6020 低功率精准双通道运放组成 — 每个运放仅消耗 3mw （最大值），而在 10ksps 时，ltc2348-18 仅耗散 45mw。在10ksps的采样速率下，snr测量值为95.8db，thd –109db，偏移测量值小于1lsb。
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电路说明
ltc®2348-18 是一款低噪声、8 通道同步采样 18 位逐次逼近寄存器 （sar） adc，具有宽输入共模范围。ltc2348-18 在一个 ±10.24v 的输入范围内，实现了 –109db thd （典型值）、96.7db snr （典型值） 和一个 ±550μv （最大值） 的失调，同时在 200ksps 时仅耗散了 140mw （典型值）。当以本应用的10ksps速率工作时，通过使用器件的nap模式，adc的功耗降至45mw （典型值）。
lt®6020 是一款双通道微功率、5v/μs 精准轨至轨输出运放，其输入失调电压小于 30μv （最大值），每个放大器仅吸收 100μa （最大值）。
图 1 所示电路示出了配置为驱动 ltc2348-18 模拟输入的同相缓冲器的 lt6020 运放。每个运算放大器的最大功耗仅为3mw。对于所有八个通道，加起来只有24mw，约为10ksps时adc功耗的一半。
图1.lt6020 缓冲器驱动 ltc2348-18 8 通道同步采样 sar adc
缓冲器输出端的 rc 滤波器最大限度地减小了 lt6020 的噪声贡献，并降低了由多路复用器和输入采样电容器引起的采样瞬态的影响。对于所选的rc时间常数，r值应尽可能小，以减少电阻两端的压降。如果不允许滤波器输出完全建立，则会导致增益误差。r值必须足够大，以防止运算放大器输出端出现过多振铃，从而增加建立时间并增加失真。
ltc2348-18 提供了两种不同的操作模式。第一种是全差分模式，它要求每个通道的两个模拟输入由单独的放大器驱动。第二种是伪差分模式，它仅驱动一个模拟输入，同时将另一个输入接地。第二种模式由图1所示电路使用。使用伪差分驱动意味着所需的元件更少，功耗更低。使用此模式的缺点是 inl 会略微降级。
电路性能
图 2 示出了由图 1 中的缓冲器伪差分驱动的 ltc2348-18 的 8192 点 fft。thd 为 –108db，在 10ksps 时 snr 为 95.8dbfs，这与 ltc2348-18 的典型规格相比非常出色。
图2.图1电路的8192点fft
图3显示了snr和thd与采样速率的关系。信噪比在96dbfs附近保持相当平坦，最高可达10ksps。thd在10ksps时开始上升到–108db以上。
图3.图1电路的snr和thd与采样速率的关系
图4显示了snr和thd与输入频率的关系。snr 和 thd 均从 ltc2348-18 的典型规格在 100hz 以上缓慢降级，直到 1khz snr 为 94dbfs 和 thd 为 –85db。
图4.图1电路的snr和thd与输入频率的关系
图 5 显示了 lt6020 驱动器和 adc 与采样速率的组合失调误差。失调最初小于1lsb，当采样速率超过10ksps时开始下降。
图5.图1电路的adc和驱动器组合失调与采样速率的关系
结论
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