將單電源供電的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的單端輸入信號直流（DC）耦合到差分輸入端可能很有挑戰(zhàn)性,。輸入信號需要從地電平移到Vs/2,，并且完成信號從單端輸入到差分輸入的變換,。另外，ADC的兩個差分輸入端之間必須均衡以便抵消偶數(shù)次諧波和共模噪聲,。系統(tǒng)通常需要不能將注入的DC偏置電流返回給信號源這樣的信號變換,。另外，處理大動態(tài)范圍(12 bit 和14 bit ADC)的寬帶信號也會增加電路的復(fù)雜性,。

　　寬帶放大器（例如AD8351）能解決幾乎所有上述問題,，但其標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)方法需要使用交流（AC）耦合。這種設(shè)計思想描述了一種新的電路,，它通過使用外部DC反饋環(huán)路消除這一要求,。它還允許通帶的低端擴展到DC。

　　該電路基本原理是圖1所示的簡單的電平移動電路,。在Vs和信號源之間連接兩個串聯(lián)電阻器,，將信號衰減到一半并偏置到Vs/2。中心抽頭被緩沖,，然后可由單邊電源電路處理,。在信號源端和數(shù)值相等的負(fù)電源之間也連接兩個串聯(lián)電阻器以抵消來自信號源端的DC偏置電流。

圖1.  AC信號電平移動電路

　　圖2所示的電路通過用相互跟蹤的精密+DC電平替代+Vs電源電壓的方法擴展了上述簡單概念,。另外,，通過用數(shù)量加倍的電平移動電阻器實現(xiàn)差分信號。通過從放大器的共模電壓中減去2.4 V ADC參考信號產(chǎn)生+DC電平,，其中共模電壓是由兩個放大器通過相等阻值電阻器的輸出相加后產(chǎn)生的,。對這個差值信號進行放大、濾波和反向以產(chǎn)生+DC電平,。大約為1040的DC反饋環(huán)路增益允許放大器可以在ADC VREF信號為的范圍內(nèi)跟蹤輸出共模電壓,。

差分緩沖器" border="0" height="359" hspace="0" src="http://files.chinaaet.com/images/20100811/68e650a8-b053-4e1a-adf6-011e005fdddd.jpg" width="500" />

圖2．寬帶DC耦合單端到差分緩沖器

　　增加的外部DC反饋路徑使得VOCM引腳開路并且對地去耦，禁止AD8351的內(nèi)部反饋路徑,。

　　電平移動電阻器被設(shè)置成1.09:1的比率,，以便將所需要的+DC電平擺幅減小到。使用具有優(yōu)良跟蹤性能的精確網(wǎng)絡(luò)以確證良好的CMRR，并且將注入到信號源端的DC偏置電流減到最小,。我們?yōu)閁2選擇一個滿電源擺幅（R-R）反饋放大器,，從而允許使用±5 V電源。余下的電路由+5V電源供電,。

　　電阻器Rg用于調(diào)節(jié)整個前端的增益,。對0 dB前端增益來說，帶寬擴大到1 GHz以上,，如圖3所示,。要求的增益確定后，調(diào)整電阻器Rf使得輸入到ADC的兩個差分信號均衡,。Rg和Rf對應(yīng)不同增益的典型值如表1所示,。

表1 —— 增益和平衡電阻值

　　64.9歐姆（Ω）電阻器提供50Ω的源阻抗。從放大器端看,，28Ω電阻器提供平衡輸入,。用64.9Ω電阻器替換28Ω電阻器，再將另外的反相輸入信號接入新的64.9Ω電阻器和2個240Ω電平移動電阻器,，這樣就獲得了一個差分輸入信號結(jié)構(gòu),。這種差分輸入信號結(jié)構(gòu)可以去掉Rf。

圖3.  1  kΩ復(fù)載條件下的頻率響應(yīng)

　　本設(shè)計中保留了AD8351放大器優(yōu)良的失真性能,，從而允許它驅(qū)動12 bit 和14 bit ADC時能使ADC的動態(tài)范圍減小最?。ㄒ妶D4）。

圖4.  諧波失真與頻率響應(yīng)的關(guān)系曲線