使用負(fù)輸入電壓的單電源全差動放大器驅(qū)動ADC

　　引言

　　單 +5V 電源的全差動放大器(FDA)，可以輕松用于將在接地電壓附近上下擺動的單端信號轉(zhuǎn)換為經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換的差動信號，目的是滿足差動輸入ADC的輸入共模要求。要完成這項工作，并沒有什么真正的技巧，但一般而言最好是使用一種輸入共模電壓范圍(VICR)包括了接地電壓的器件，例如：THS4521。我們通過對一個建議電路進(jìn)行分析，來表明一個單+5V電源的FDA如何能夠用于實現(xiàn)這種設(shè)計。

　　我們將一些FDA同兩個以差動結(jié)構(gòu)配置且通過一個共模輸出環(huán)路連接的標(biāo)準(zhǔn)反相單端輸出運算放大器(op amps)進(jìn)行了對比。盡管理論上是有效的，但存在一些重要的差異。就我們的討論而言，需要記住的一個重要差異是當(dāng)使用一個反相配置的標(biāo)準(zhǔn)單端輸出運算放大器時，輸入共模受到控制;但當(dāng)使用一個FDA時，輸出共模受到控制。

　　當(dāng)使用一個反相配置的標(biāo)準(zhǔn)單端輸出運算放大器時，正輸入并非通過電源驅(qū)動，且一般連接接地電壓或者其它基準(zhǔn)電壓。運算放大器輸入引腳的輸入共模電壓，保持在負(fù)反饋施加給正輸入的電壓水平，其中運算放大器將其輸入引腳的誤差電壓驅(qū)動至0V。這種情況通常被稱為虛擬短路，其為運算放大器理論中一種重要的概念。

　　當(dāng)使用一個FDA將單端輸入轉(zhuǎn)換為差動輸出時，非電源驅(qū)動的交流輸入通過反饋網(wǎng)絡(luò)由輸出來驅(qū)動。虛擬短路概念仍然有效，但輸入不再連接至基準(zhǔn)電壓，并隨信號來回移動。輸出共模電壓受到輸入到V_OCM引腳的控制。

　　推薦電路

　　單端雙極輸入信號的推薦電路如圖1所示。V_S+是放大器的電源;負(fù)電源輸入接地。V_IN為輸入信號源，其表現(xiàn)為一個在接地電位(±0V)附近擺動的接地參考信號，從而形成一個雙極信號。R_G和R_F為放大器的主增益設(shè)置電阻。V_OUT+和V_OUT-為ADC的差動輸出信號。它們的相位差為180°，并且電平轉(zhuǎn)換為V_OCM。