超低失真差分ADC驅(qū)動器ADA4937-1/ADA4937-2：高性能之選

作為電子工程師，在設(shè)計高性能數(shù)據(jù)采集和信號處理系統(tǒng)時，選擇合適的ADC驅(qū)動器至關(guān)重要。ADA4937-1/ADA4937-2超低失真差分ADC驅(qū)動器，憑借其卓越的性能，成為了眾多工程師的理想之選。下面，我們就來深入了解一下這款驅(qū)動器。

文件下載：ADA4937-2.pdf

卓越特性，滿足多樣需求

超低諧波失真

諧波失真會嚴重影響信號質(zhì)量，而ADA4937-1/ADA4937-2在這方面表現(xiàn)出色。在10MHz時，其二次諧波失真（HD2）低至 -112dBc，三次諧波失真（HD3）低至 -102dBc；在70MHz時，HD2為 -84dBc，HD3為 -91dBc；在100MHz時，HD2為 -77dBc，HD3為 -84dBc。如此低的諧波失真，能夠有效保證信號的純凈度，為后續(xù)的信號處理提供良好的基礎(chǔ)。

低輸入電壓噪聲

輸入電壓噪聲也是衡量驅(qū)動器性能的重要指標之一。ADA4937-1/ADA4937-2的輸入電壓噪聲僅為2.2nV/√Hz，這意味著它能夠在處理微弱信號時，最大程度地減少噪聲干擾，提高信號的信噪比。

高速性能

在高速應(yīng)用場景中，驅(qū)動器的帶寬和轉(zhuǎn)換速率至關(guān)重要。ADA4937-1/ADA4937-2具有1.9GHz的 -3dB帶寬（G = 1），能夠處理高頻信號；其轉(zhuǎn)換速率高達6000V/μs（25% - 75%），能夠快速響應(yīng)信號變化；并且具有1ns的快速過載恢復(fù)時間，確保在信號過載后能夠迅速恢復(fù)正常工作。

其他特性

此外，ADA4937-1/ADA4937-2還具有0.5mV的典型失調(diào)電壓，能夠減少信號的直流偏移；支持外部可調(diào)增益，可根據(jù)實際需求靈活調(diào)整增益；支持差分至差分或單端至差分操作，以及可調(diào)輸出共模電壓，適用于多種應(yīng)用場景；并且支持3.3V至5V的單電源供電，使用方便。

廣泛應(yīng)用，盡顯實力

ADC驅(qū)動

ADA4937-1/ADA4937-2是驅(qū)動高性能ADC的理想選擇，能夠為分辨率高達16位、頻率從直流到100MHz的ADC提供高質(zhì)量的信號驅(qū)動，確保ADC能夠準確地采集和轉(zhuǎn)換信號。

單端至差分轉(zhuǎn)換

在許多應(yīng)用中，需要將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號，以提高信號的抗干擾能力。ADA4937-1/ADA4937-2能夠輕松實現(xiàn)單端至差分的轉(zhuǎn)換，為系統(tǒng)設(shè)計提供便利。

其他應(yīng)用

此外，它還可用于IF和基帶增益模塊、差分緩沖器以及線路驅(qū)動器等應(yīng)用場景，展現(xiàn)了其強大的通用性。

工作原理，精準控制

ADA4937-1/ADA4937-2與傳統(tǒng)運算放大器不同，它具有兩個輸出電壓相反的輸出端。它依靠開環(huán)增益和負反饋來實現(xiàn)輸出電壓的控制，就像標準電壓反饋運算放大器一樣，具有高輸入阻抗和低輸出阻抗。

其內(nèi)部有兩個反饋環(huán)路，分別控制差分輸出電壓和共模輸出電壓。差分反饋環(huán)路由外部電阻設(shè)置，僅控制差分輸出電壓；共模反饋環(huán)路僅控制共模輸出電壓。這種架構(gòu)使得輸出共模電平可以輕松設(shè)置為任意值，并且在寬頻率范圍內(nèi)輸出高度平衡，無需使用高精度匹配的外部組件。

參數(shù)規(guī)格，清晰明了

靜態(tài)參數(shù)

在不同的電源電壓下，ADA4937-1/ADA4937-2具有不同的靜態(tài)參數(shù)。例如，在5V電源電壓下，輸入失調(diào)電壓的典型值為±0.5mV，輸入偏置電流的典型值為 -30μA；在3.3V電源電壓下，這些參數(shù)也有所不同。這些參數(shù)的詳細信息在數(shù)據(jù)手冊中有明確的表格列出，方便工程師進行設(shè)計參考。

動態(tài)參數(shù)

動態(tài)參數(shù)方面，其 -3dB小信號帶寬在5V電源時為1900MHz，在3.3V電源時為1800MHz；轉(zhuǎn)換速率在5V電源時為6000V/μs，在3.3V電源時為4000V/μs。這些動態(tài)參數(shù)反映了驅(qū)動器在不同工作條件下的性能表現(xiàn)。

設(shè)計要點，不容忽視

增益設(shè)置

通過一個簡單的由四個電阻組成的外部反饋網(wǎng)絡(luò)，可以輕松實現(xiàn)差分增益配置。電阻的選擇和匹配對增益的準確性和穩(wěn)定性有重要影響。

噪聲估計

在設(shè)計過程中，需要對輸出噪聲電壓進行估計。使用噪聲模型可以對輸入噪聲源進行分析，并通過相應(yīng)的乘法因子計算輸出噪聲密度。不同的噪聲源對輸出噪聲的貢獻不同，需要綜合考慮。

反饋網(wǎng)絡(luò)匹配

外部反饋網(wǎng)絡(luò)的匹配程度會影響電路的性能。即使反饋網(wǎng)絡(luò)存在失配，內(nèi)部共模反饋環(huán)路仍能保證輸出平衡，但會導(dǎo)致增益變化、噪聲增加以及輸入共模信號抑制能力下降等問題。

輸入阻抗計算

輸入阻抗的計算與輸入信號的類型有關(guān)，對于平衡差分輸入信號和不平衡單端輸入信號，輸入阻抗的計算公式不同。在設(shè)計時，需要根據(jù)實際情況進行準確計算。

布局、接地和旁路

作為高速器件，ADA4937-1/ADA4937-2對PCB環(huán)境非常敏感。在PCB設(shè)計時，需要注意以下幾點：

• 提供一個盡可能覆蓋ADA4937-1周圍電路板區(qū)域的實心接地平面，但要清除反饋電阻、輸入增益電阻和輸入求和節(jié)點附近的所有接地和電源平面，以減少高頻響應(yīng)的峰值。
• 盡可能靠近器件對電源引腳進行旁路，并直接連接到附近的接地平面。建議使用兩個并聯(lián)的旁路電容（1000pF和0.1μF），其中1000pF的電容更靠近器件，同時使用10μF的鉭電容進行低頻旁路。
• 信號布線應(yīng)短而直接，以避免寄生效應(yīng)。對于互補信號，應(yīng)提供對稱布局以提高平衡性能。在長距離傳輸差分信號時，應(yīng)使PCB走線靠近并扭曲任何差分布線，以減小環(huán)路面積，降低輻射能量并減少干擾。

應(yīng)用案例，展現(xiàn)優(yōu)勢

驅(qū)動AD9445 ADC

ADA4937-1在驅(qū)動AD9445（一款14位、105 MSPS的ADC）時，采用單5V電源供電和單位增益配置，實現(xiàn)單端輸入到差分輸出的轉(zhuǎn)換。通過合理的電阻配置和信號處理，為AD9445提供了高質(zhì)量的差分輸入信號，使AD9445能夠發(fā)揮出最佳性能。

驅(qū)動AD9246 ADC

在驅(qū)動AD9246（一款14位、125 MSPS的ADC）時，ADA4937-1采用單5V電源供電和增益約為2V/V的配置。同樣，通過合理的電路設(shè)計，實現(xiàn)了單端至差分的轉(zhuǎn)換，并為AD9246提供了合適的輸入信號。測試結(jié)果表明，該組合在不同頻率下的二次和三次諧波失真表現(xiàn)良好。

3.3V電源應(yīng)用

ADA4937-1在3.3V單電源應(yīng)用中也表現(xiàn)出色。例如，在驅(qū)動AD9230（一款12位、250 MSPS的ADC）時，采用單3.3V電源供電和2V/V的增益配置，實現(xiàn)了單端至差分的轉(zhuǎn)換、共模電平轉(zhuǎn)換和信號緩沖。通過合理的電路設(shè)計和濾波器的使用，為AD9230提供了高質(zhì)量的輸入信號。

總結(jié)

ADA4937-1/ADA4937-2超低失真差分ADC驅(qū)動器以其卓越的性能、廣泛的應(yīng)用場景和靈活的設(shè)計特點，為電子工程師在高性能數(shù)據(jù)采集和信號處理系統(tǒng)設(shè)計中提供了一個可靠的選擇。在實際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的需求和設(shè)計要求，合理選擇和使用這款驅(qū)動器，并注意設(shè)計過程中的各個要點，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。

你在使用ADA4937-1/ADA4937-2的過程中遇到過哪些問題呢？或者你對它的性能和應(yīng)用還有哪些疑問？歡迎在評論區(qū)留言討論。