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

引言

在电子设计领域，为高性能ADC选择合适的驱动器是至关重要的。ADA4950-1/ADA4950-2作为增益可选的差分ADC驱动器，具有诸多出色特性，能满足多种数据采集和信号处理应用的需求。接下来我们就一起深入了解这款器件。

文件下载：ADA4950-1.pdf

一、特性亮点

（一）高性能与低功耗并存

1. 高速表现卓越：-3dB带宽可达750MHz（G = 1），0.1dB平坦度能到210MHz（(V{OUT,dm} = 2V{p - p})，(R_{L,dm} = 200Ω)），压摆率为2900V/µs（25% - 75%），0.1%建立时间仅9ns。如此高速的性能，能满足很多对信号处理速度要求较高的应用场景。
2. 低功率消耗：每个放大器的电流仅9.5mA，在追求低功耗的设计中具有很大优势。

（二）低谐波失真

在不同频率下都有出色的无杂散动态范围（SFDR）表现，如108dB SFDR（@10MHz）和98dB SFDR（@20MHz），能有效减少失真对信号质量的影响。

（三）低输出电压噪声

输出电压噪声低至9.2nV/√Hz（G = 1），有助于提高信号的纯净度。

（四）增益可选与灵活配置

可选择1、2、3的差分增益，支持差分 - 差分或单端 - 差分操作，还能调节输出共模电压，输入共模范围下移1(V_{BE})，电源范围宽（+3V到±5V），并且有16引脚和24引脚LFCSP封装可供选择，方便不同设计需求。

二、应用领域广泛

（一）ADC驱动

为高性能ADC提供理想的驱动，能实现单端到差分或差分 - 差分的放大转换，满足ADC对输入信号的要求。

（二）信号转换与处理

在单端到差分转换器、IF和基带增益块、差分缓冲器、线路驱动器等应用中都能发挥重要作用。

三、器件概览

（一）设计特点

ADA4950-1/ADA4950-2是ADA4932-1/ADA4932-2的增益可选版本，片上集成了反馈和增益电阻。它采用ADI公司专有的硅锗（SiGe）互补双极工艺制造，在低功耗下能实现低失真和低噪声水平。

（二）功能原理

内部有两个反馈环路分别控制差分和共模输出电压。差分反馈环路由片上反馈和增益电阻设置，只控制差分输出电压；共模反馈环路在放大器内部，只控制共模输出电压，能使输出共模电压等于施加到(V_{OCM})输入的电压，且输出在宽频率范围内高度平衡。

四、性能指标解析

（一）电气特性

涵盖了输入输出特性、噪声谐波性能、电源特性等多个方面。例如输入电压范围、输入电阻、偏置电压、共模抑制比（CMRR）、开环增益等，这些指标决定了器件在不同应用场景下的性能表现。

（二）动态性能

包括-3dB小信号带宽、-3dB大信号带宽、压摆率、建立时间、过载恢复时间等，这些性能指标能反映器件在处理不同信号时的速度和响应能力。

五、典型性能特性

通过一系列图表展示了不同条件下（如不同增益、不同电源、不同温度、不同负载等）的性能表现，如小信号和大信号频率响应、谐波失真与频率关系、无杂散动态范围与频率关系等。这些特性曲线能帮助工程师更直观地了解器件在各种实际应用场景下的性能变化，从而更好地进行设计优化。

六、应用设计要点

（一）电路分析

利用高开环增益和负反馈，使差分和共模输出电压最小化误差电压，基于此原理可以分析任何应用电路。

（二）增益选择

根据不同的增益需求，选择合适的输入引脚组合，并计算相应的差分增益。

（三）输出噪声估计

通过噪声模型和相关公式，考虑输入参考噪声电压密度、噪声电流、(V_{OCM})引脚噪声电压等因素，估算输出噪声电压。

（四）输入匹配与处理

在单端输入时，需要计算输入阻抗，匹配源电阻，添加终端电阻和校正电阻，以平衡增益电阻，同时要注意这些操作对闭环增益和输出电压的影响。

（五）共模电压与耦合

输入共模电压范围下移，适合特定应用；可以进行输入和输出的电容交流耦合，但要注意保持反馈因子匹配；设置输出共模电压时，可依靠内部偏置或使用外部源或电阻分压器，连接ADC的共模电平输出时要确保其驱动能力。

（六）PCB设计

作为高速器件，对PCB环境敏感。需要有大面积的实心接地平面，电源引脚就近旁路到接地平面，使用高频陶瓷芯片电容和低频钽电容进行旁路，信号布线要短而直接，差分信号要对称布局，远距离布线时要保持PCB走线靠近并扭转，以减少辐射和干扰。

七、实际应用案例

以ADA4950-1驱动AD9245 ADC为例，展示了其在宽带直流耦合应用中的具体实现。通过合理配置增益、终端电阻和偏置电压，实现了单端到差分的转换和信号缓冲，为ADC提供了合适的差分信号，同时还利用差分RC部分进行低通滤波和缓冲。

总结

ADA4950-1/ADA4950-2凭借其出色的特性、广泛的应用领域和灵活的设计配置，成为电子工程师在高性能ADC驱动设计中的理想选择。在实际设计中，工程师需要根据具体应用需求，仔细分析器件的性能指标和应用要点，合理进行电路设计和PCB布局，以充分发挥该器件的优势。大家在使用这款器件的过程中有遇到什么问题或者有新的发现吗？欢迎在评论区分享讨论。