驱动高精度模数转换器

Thomas Brand

市场对工业应用的需求与日俱增，数据采集系统是其中的关键设备。它们通常用于检测温度、流量、液位、压力和其他物理量，随后将这些物理量对应的模拟信号转换为高分辨率的数字信息，再由软件做进一步处理。此类系统对精度和速度的要求越来越高。这些数据采集系统由放大器电路和模数转换器（ADC）组成，其性能对系统具有决定性的影响。然而，ADC的输入驱动器也会影响整体精度。该驱动器用于缓冲和放大输入信号。此外，还必须增加偏置信号或生成全差分信号，以覆盖ADC的输入电压范围并满足其共模电压要求，在此过程中不得改变原始信号。可编程增益仪表放大器（PGIA）通常用作输入驱动器。在本文中，我们提出了一种输入驱动器和ADC的组合，通过这种组合可以实现非常精确的转换结果，从而构建高质量的数据采集系统。

例如，LTC6373就是一款适用于高精度数据采集系统的PGIA。除了全差分输出，它还具有高直流精度、低噪声、低失真（见图2）以及4 MHz的高带宽，增益为1/4～16。通过它可以直接驱动ADC，因此适合许多信号调理应用。

图1中的电路显示了使用LTC6373驱动精密ADC的示例，ADC是具有1.8 MSPS的20位分辨率的AD4020。

在该电路中，LTC6373在输入端和输出端直流耦合，因而不需要使用变压器驱动ADC。增益可通过引脚A2/A1/A0在（0.25～16）V/V之间进行设置。在图1中，LTC6373采用差分输入至差分输出配置和±15 V对称电源电压。或者，输入也可以是单端输入，而输出仍然是差分输出。

在圖1中，输出共模电压通过VOCM引脚设置为VREF/2。 这样就可实现LTC6373的输出电平转换。……