低功耗、可选增益差分 ADC 驱动器 ADA4950-1/ADA4950-2：高性能之选

在电子设计领域，高性能、低功耗的 ADC 驱动器一直是工程师们追求的目标。今天我们要介绍的 ADA4950-1/ADA4950-2 就是这样一款出色的产品，它为驱动高性能 ADC 提供了优秀的解决方案。

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产品特性

高性能与低功耗并存

ADA4950-1/ADA4950-2 在低功耗的情况下实现了高性能。每放大器仅消耗 9.5 mA 电流，却拥有高达 750 MHz 的 -3 dB 带宽（G = 1），0.1 dB 平坦度可达 210 MHz（VOUT, dm = 2 V p-p, RL, dm = 200 Ω），压摆率为 2900 V/µs（25% 至 75%），0.1% 建立时间仅 9 ns。这使得它在高速信号处理中表现卓越，同时又能满足低功耗设计的需求。

低谐波失真与低噪声

该驱动器具有出色的谐波失真性能，在 10 MHz 时 SFDR 可达 108 dB，20 MHz 时为 98 dB。输出电压噪声低至 9.2 nV/√Hz（G = 1），典型输入失调电压仅 ±0.2 mV，为信号的精确处理提供了保障。

可选增益与灵活配置

提供 1、2、3 三种可选的差分增益，支持差分至差分或单端至差分操作，输出共模电压可调节，输入共模范围下移 1 VBE，电源范围宽（+3 V 至 ±5 V），并提供 16 引脚和 24 引脚 LFCSP 封装，满足不同应用场景的需求。

应用领域

ADA4950-1/ADA4950-2 的应用十分广泛，包括 ADC 驱动器、单端至差分转换器、中频和基带增益模块、差分缓冲器以及线路驱动器等。其高性能和灵活性使其成为这些应用中的理想选择。

工作原理

ADA4950-x 与传统运算放大器不同，它有两个输出电压反向变化的输出端和一个额外的输入 VOCM。通过高开环增益和负反馈，它能将输出电压调整到所需值。采用两个反馈回路分别控制差分和共模输出电压，内部共模反馈回路可使输出共模电压等于施加在 VOCM 输入的电压，同时在宽频率范围内实现高度平衡的输出。

性能分析

频率响应

从典型性能特性曲线可以看出，不同增益、电源、温度、负载和电容负载等条件下，驱动器的频率响应表现良好。例如，在小信号和大信号情况下，不同增益设置下的 -3 dB 带宽和 0.1 dB 平坦度都有明确的表现，为工程师在设计时提供了重要参考。

谐波失真

谐波失真与频率、电源、负载、增益和输出电压等因素密切相关。在不同条件下的测试曲线显示，驱动器在各种情况下都能保持较低的谐波失真，确保了信号的质量。

其他性能指标

CMRR（共模抑制比）、输出平衡、开环增益、PSRR（电源抑制比）、串扰等性能指标也都有详细的测试数据和曲线，这些数据为工程师评估驱动器在实际应用中的性能提供了全面的依据。

应用设计要点

电路分析

在分析应用电路时，可利用驱动器的高开环增益和负反馈特性，假设差分误差电压和实际输出共模电压与施加在 VOCM 的电压之差为 0，从而简化电路分析。

闭环增益选择

根据不同的增益需求，选择合适的输入引脚和电阻配置，计算出相应的差分增益。例如，G = 1 时使用 +INA 和 -INA 输入，+INB 和 -INB 输入浮空；G = 2 时使用 +INB 和 -INB 输入，+INA 和 -INA 输入浮空；G = 3 时将 +INA 和 +INB 输入连接在一起，-INA 和 -INB 输入连接在一起。

输出噪声电压估计

通过噪声模型和相关公式，可以估计驱动器的差分输出噪声。考虑输入参考噪声电压密度、噪声电流、VOCM 引脚噪声电压以及电阻噪声等因素，计算出输出噪声电压密度。

输入阻抗计算与匹配

对于单端输入，需要计算输入阻抗并匹配源电阻。通过添加终端电阻和校正电阻，补偿增益电阻的不平衡，确保反馈回路的匹配。

输入共模电压范围

输入共模电压范围下移约 1 VBE，适用于直流耦合、单端至差分和单电源应用。在不同电源电压下，输入共模电压范围有所不同，使用时需确保输入电压摆动在规定范围内，避免非线性问题。

电容交流耦合

虽然驱动器适用于直流耦合应用，但也可在交流耦合电路中使用。在输入和输出端插入交流耦合电容时，需注意保持反馈因子匹配。

输入信号摆动考虑

由于输入信号直接施加在增益电阻的输入侧，需注意避免信号过大导致 ESD 保护二极管正向偏置。

输出共模电压设置

VOCM 引脚内部由两个 50 kΩ 电阻的分压器偏置，可根据需要选择内部偏置或使用外部源或电阻分压器来精确控制输出共模电压。若连接到 ADC 的共模电平输出，需确保输出具有足够的驱动能力。

布局、接地和旁路

作为高速器件，驱动器对 PCB 环境敏感。设计时需提供大面积的接地平面，尽可能靠近器件对电源引脚进行旁路，并使用高频陶瓷芯片电容。信号布线应短而直接，对于互补信号采用对称布局，差分信号布线时保持 PCB 走线靠近并扭转，以减少辐射和干扰。

实际应用案例

以 ADA4950-1 驱动 AD9245 ADC 为例，在单电源 3.3 V、增益为 2 的配置下，实现了单端至差分的转换和信号缓冲。通过合理的电阻配置和偏置电压设置，确保了输入和输出的匹配，同时利用 AD8031 对 VREF 输出进行缩放和缓冲，为驱动器提供所需的偏置电压。在这个应用中，驱动器的高性能得到了充分体现，为 ADC 提供了高质量的输入信号。

ADA4950-1/ADA4950-2 凭借其高性能、低功耗、灵活配置和丰富的应用特性，为电子工程师在驱动高性能 ADC 方面提供了一个优秀的解决方案。在实际设计中，工程师可以根据具体需求，结合产品的特点和应用设计要点，充分发挥驱动器的优势，实现高质量的信号处理和转换。你在使用类似 ADC 驱动器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和想法。