簡介

緩沖現代16/18位模數轉換器（ADC）所需的高速運算放大器通常會耗散為ADC本身的功率很大，通常最大偏移規格約為1mV，遠遠超過ADC。如果需要多個多通道ADC，功耗會迅速上升到不可接受的水平。此處介紹的簡單緩沖器能夠驅動LTC2372-18 8通道ADC并實現接近數據手冊的SNR，THD和如果所涉及的輸入信號在DC至1kHz范圍內，則具有極低功耗的失調性能。

電路描述

LTC2372-18是一個低噪聲，500ksps，8通道18位逐次逼近型寄存器（SAR）ADC。 LTC2372-18采用5V單電源供電，可實現-110dB THD（典型值），100dB（全差分）/ 95dB（偽差分）SNR（典型值），偏移為±11LSB（最大值），功耗僅為27mW（典型值） LT6016是一款雙路軌到軌輸入運算放大器，輸入失調電壓小于50μV（最大值），每個放大器僅吸收315μA（典型值）。它也可作為單通道和四通道（LT6015 / LT6017）提供。

圖1所示電路顯示LT6016運算放大器配置為同相緩沖器，用于驅動LTC2372-18的模擬輸入。每個運算放大器的典型功耗僅為3.7mW。對于所有八個通道，功耗僅為30mW，與ADC的功耗大致相同。在單個5.25V電源上運行LT6016并啟用ADC的數字增益壓縮模式可將總運算放大器功耗降低一半以上至13mW，但代價是SNR略有下降。

緩沖器輸出端的RC濾波器可最大限度地降低LT6016的噪聲影響，并降低由MUX和輸入采樣電容引起的采樣瞬態影響。

電路性能

圖2顯示了圖1電路完全差分驅動的LTC2372-18的32768點FFT。在400ksps時THD為-114dB，SNR為98.5dBFS，與典型值相比較LTC2372-18的規格。

圖3顯示了LTC2372-18的偽差分和全差分模式的數字增益壓縮關閉和開啟時的SNR與采樣率的關系。關閉數字增益壓縮后，LT6016的電源電壓為+ 8V / -3.6V。在數字增益壓縮開啟的情況下，LT6016采用單5V電源供電。數字增益壓縮關閉時，SNR保持相當平穩，為94dBFS（偽差分）/98.5dBFS（完全差分），數字增益壓縮開啟時為92.1dBFS（偽差分）/96.6dBFS（完全差分），高達500ksps模式。

圖4顯示了LTC2372-18的偽差分和全差分模式的THD與采樣率的關閉和開啟數字增益壓縮。對于偽差分模式，THD在300ksps時開始升至-110dB以上，對于全差分模式，THD在400ksps時升至-115dB以上。數字增益壓縮對THD性能的影響很小。在全差分模式下，THD永遠不會低于-100dB，直到LTC2372-18的整個500ksps采樣速率。

圖5顯示了緩沖器和ADC與采樣的組合偏移誤差在數字增益壓縮關閉的偽差分模式下的速率。偏移最初小于3LSB，并且在采樣率達到400ksps之前不會降低。

圖6顯示了400ksps采樣率的失真與輸入頻率的關系。高于1kHz，所有模式的失真都會上升。

結論

LTC2372-18 18位，500ksps，8的簡單驅動程序示出了由配置為非反相緩沖器的LT6016低功耗精密雙運放組成的通道SAR ADC。驅動器每個運算放大器僅耗散3.7mW（典型值），并且通過在數字增益壓縮模式下使用ADC運行單個5V電源可以降低至1.6mW。

采樣率低于300ksps時， SNR測量為94dB（偽差分）/98.5dB（完全差分），增益壓縮關閉，92.1dBFS（偽差分）/96.6dBFS（全差分），數字增益壓縮開啟; THD的測量值為-110dB（偽差分）/ - 115dB（完全差分），數字增益壓縮關閉或打開。偏移量小于3LSB（偽差分），增益壓縮關閉。在300ksps以上，性能逐漸下降至LTC2372-18的完整500ksps采樣率。