CN-0032

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电路笔记

CN-0032

连接/参考器件

AD7982

ADR435 5.0 V超低噪声XFET ® 基准电压源

ADA4941-1 单电源、差分 18 位 ADC 驱动器

采用差分

PulSAR ADC AD7982 转换单端信号

电路功能与优势

许多应用都要求通过高分辨率、差分输入 ADC来转换单端模

拟信号，无论是双极性还是单极性信号。本直流耦合电路可

将单端输入信号转换为差分信号，适合驱动 PulSAR系列ADC

中的 18 位、1 MSPS器件AD7982。该电路采用单端转差分驱

动器 ADA4941-1 和超低噪声 5.0 V基准电压源ADR435，可以

接受许多类型的单端输入信号，包括高压至低压范围内的双

极性或单极性信号。整个电路均保持直接耦合。如果需要重

点考虑电路板空间，可以采用小封装产品， 1所示的所有IC

均可提供 3 mm × 3 mm LFCSP或 3 mm × 5 mm MSOP小

型封装。

电路描述

AD7982 的差分输入电压范围由REF引脚上的电压设置。当

V

REF

= 5 V时，差分输入电压范围为 ±V

REF

= ±5 V。从单端源

V

IN

到 ADA4941-1 的OUTP的电压增益（或衰减）由R2 与R1

之比设置。 R2 与R1 之比应等于V

REF

与输入电压峰峰值 V

IN

之

比。当单端输入电压峰峰值为 10 V且V

REF

= 5 V时，R2 与R1

之比应为 0.5。OUTN上的信号为OUTP信号的反相。R1 的绝

对值决定电路的输入阻抗。反馈电容 C

F

根据所需的信号带宽

选择，后者约为 1/(2πR2C

F

)。20 Ω电阻与 2.7 nF电容构成 3

MHz单极点低通噪声滤波器。

电阻 R3 和R4 设置AD7982 的IN−输入端的共模电压。此共模

电压值等于 V

OFFSET2

× (1 + R2/R1)，其中V

OFFSET2

= V

REF

×

R3/(R3 + R4)。电阻R5 和R6 设置ADC的IN+输入端的共模电

压。此电压等于 V

OFFSET1

= V

REF

× R5/(R5 + R6)。ADC的共

模电压（等于 V

OFFSET1

）应接近 V

REF

/2，这意味着R5 = R6。表

1列出了适合常用输入电压范围的一些标准 1%允许电阻值。

请注意， ADA4941-1 采用+7 V 和−2 V 电源供电。由于各路

输出的摆幅必须达到 0 V 至+5 V，因此正电源电压应比+5 V

高数百毫伏，负电源电压应比 0 V 低数百毫伏。本电路选择

+7 V 和−2 V 的电源电压。+7 V 电源还能提供足够的裕量，

为 ADR435 供电。只要 ADA4941-1 上的绝对最大值总电源电

压不超过 12 V，并且满足 ADR435 的裕量要求，则也可以使

用其它电压。

图 1. 单端转差分直流耦合驱动器电路（原理示意图）

Rev.A

“Circuits from the Lab” from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction of each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a lab environment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or punitive damages due to any cause whatsoever connected to the use of any “Circuit from the

Lab”. (Continued on last page)

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表 1. 适合常用输入电压范围的电路值和电压

电路笔记

AD7982 需要一个+2.5 V V

DD

电源以及一个

V 电源（图 1

未显

示），后者的电压可以在 1.8 V至 5 V之间，取决于I/O逻辑接

口电平。

本电路对电源时序不敏感。在瞬间过压条件下， AD7982 输

入端可以承受最高 ±130 mA 的电流。

AD7982 SPI兼容串行接口（

图 1 未显示）能够利用

SDI输入，

将几个 ADC以菊花链形式连接到单个三线式总线上，并提供

一个可选的忙闲指示。采用独立电源 V

IO

时，该器件与 1.8V、

2.5V、3V和 5V逻辑兼容。

为了使本文所讨论的电路达到理想的性能，必须采用出色的

布线、接地和去耦技术。至少应采用四层 PCB：一个接地层、

一个电源层和两个信号层。

所有 IC电源引脚都必须采用 0.01 μF至 0.1 μF低电感、多层陶

瓷电容

(MLCC) 对接地层去耦（为简明起见， 图 1未显示），

并应遵循“ 进一步阅读”部分所引用

IC的各数据手册中提出

的建议。

有关推荐的布线方式和关键器件位置，应参考产品评估板。

请在器件的产品主页上查看（见“ 进一步阅读”部分）。

常见变化

ADR43x 系列基准电压源可以提供与 ADC接口的各种不同基

准电压值。

进一步阅读

Kester, Walt. 2005. The Data Conversion Handbook. Chapters 6 and 7. Analog Devices.

Kester, Walt. 2006. High Speed System Applications. Analog

Devices. Chapter 2, “Optimizing Data Converter Interfaces.”

MT-031 Tutorial, Grounding Data Converters and Solving the

Mystery of AGND and DGND. Analog Devices.

MT-035 Tutorial, Op Amp Inputs, Outputs, Single-Supply, and

Rail-to-Rail Issues. Analog Devices.

MT-074 Tutorial, Differential Drivers for Precision ADCs.

Analog Devices.

MT-101 Tutorial, Decoupling Techniques. Analog Devices.

Voltage Reference Wizard Design Tool.

数据手册和评估板

AD7982 Data Sheet.

AD7982 Evaluation Board.

ADA4941-1 Data Sheet.

ADR435 Data Sheet.

修订历史

7/09—Rev. 0 to Rev. A

Updated Format ................................................................ Universal

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