高速差分放大器让包括高速模数转化器（ADC）的信号链规划愈加灵敏。差分运放能供给包括增益，阻抗改换和单端到差分转化等的信号调度功用。
ADC一般是固定增益的器材，当输入信号幅值小于满量程的输入规模的时分功用最好。对幅值缺乏一个最低有用位LSB的信号进行量化时会引进失真。相同对幅值超越满量程的信号也会引进失真。许多ADC会被细微的过驱动损坏。CLC5526是一个可变增益的差分放大器，当驱动高速ADC的时分能供给给信号增益或许衰减。它在微操控器的操控下能额定取得42dB的动态规模。关于要求低失真，固定增益和直流耦合的运用，LMH6550是抱负的挑选。相似LMH6550的差分放大器能挑选准确的共模作业点。LMH6550和CLC5526都能供给驱动相似ADC12DL065的CMOS模数转化器所需求的低阻抗和高度灵敏的驱动才能。
当挑选驱动ADC的运放时，最重要的是先界说体系需求。要害要考虑的参数包括带宽，失真，平衡差错和树立时刻。关于宽带信号，失真一般是决议要素。另一方面，关于窄带信号，带宽将会决议挑选，因为失真可以经过DSP消除。窄带信号特征是彼此调制与谐波失真落在带外的信号，而对宽带信号这些将落在带内。接下来咱们将更具体评论怎么依据信号和ADC的特性来挑选器材。
首要咱们来回忆一下ADC基础知识。作为一个混合信号器材，ADC包括模仿和数字电路。ADC的数字部分作业在时钟采样频率下，在一个特定的运用中，该频率一般是固定的。该采样频率决议了许多要害的参数，后边会做具体评论。当对信号进行量化的时分，ADC遭到Nyquist理论的束缚。Nyquist理论标明采样频率至少要两倍于信号的最高频率。不然最终会导致“混叠”信号的生成。对ADC来说，混叠信号体现的并非是它真实的频率。混叠信号或许不是所需求的，在体系规划中有必要加以考虑。图1经过在频域中的采样成果演示了混叠现象。依据运用的不同，混叠信号频率或许比需求的信号高或许低。模仿滤波以及挑选适宜的采样与信号频率能消除因为混叠导致的失真。
图1 Nyquist采样。显现出多个谐波重量落回到Nyquist频段内。LMH6550驱动ADC12L080，采样频率=64MHz，信号频率=9.8MHz。
Nyquist采样
经典的也或许是我们最了解的模数转化器运用便是Nyquist运用。在这个比如里，信号包括从直流到ADC采样频率一半的一切频率成分。Nyquist理论规则，信号有必要被至少大于信号最高频率两倍的采样频率量化（并不适用于调制信号的载波，只是指信号中实践包括信息的部分），以数字化电话语音信号为例，需求的信号频率从300Hz到3kHz，所以ADC的采样频率至少要6KHz.在美国，电话转化为数字信号时运用8KHz的采样率和8比特的分辨率。尽管Nyquist采样是保证ADC正确操作的最低要求，可是抗混叠滤波器关于保证体系功用依然十分重要。
相同，Nyquist采样也给驱动放大器提出了严厉的要求。放大器至少在采样频率的1/2处有0.1dB的带宽。在采样频率的1/2处，放大器和ADC有必要有附近的失真和噪声特性。假如放大器用做有源滤波器时，-3dB带宽应该挨近采样频率的两倍。关于Nyquist采样总体上来说，放大器和ADC在采样频率的一半及更低的频率上应该都有附近的功用参数。固定增益的放大器，例如LMH6550关于直流耦合信号便是一个抱负挑选。关于50MHz以下的宽带信号，需求供给缓冲，较小的固定增益和高信号纯度时十分适用。LMH6550一起也可以替代变压器完结从单端到差分信号的转化。
过采样
快速开展的ADC技能给信号链规划者供给了更多的挑选。现在的ADC可以以远超越信号带宽所需求的时钟作业。这种办法被称为过采样。
过采样一个要害的长处是这以后的数字滤波进程。从信号的上限频率到二分之一采样频率的区域都能进行数字处理。数字滤波器具有易调整，准确度高的特色。而且很简略和其他的数字处理集成，例如下变频和解调。数字滤波器可以消除简直一切的ADC带外噪声。由数字滤波器进步的信噪比也被称为处理增益。处理增益一般运用dB为单位，为滤波后的信噪比和滤波前的信噪比的比值。可是DSP并不能消除信号带宽内的噪声。细心挑选增益设置与反应电阻有助于将放大器引进的噪声约束到最小的规模。
欠采样
欠采样方法作业的ADC相似于模仿混频器。非线性混频是项很早的技能，在外差与超外差接收器中很盛行。
欠采样一般用在过采样结构中，此刻信号带宽比二分之一的采样频率要低许多。细心挑选适宜的中频频率和采样频率可以让ADC后的DSP消除大多数由模仿信号链引进的噪声以及由ADC发生的失真。这同过采样中描绘的好处相同。这点十分重要，因为同在二分之一采样频率和信号带宽的滤波器比较，在较高的载波频率上的抗混叠滤波器需求更高的Q值。假如没有过采样，欠采样也是不切实践的。
图2是LMH6550驱动ADC12L080的欠采样转化成果，可在窄宽内进步无寄生频率的动态规模。演示体系的SFDR只是有32dB。但是，从10MHz？到28MHz的带宽内很清楚的发现SFDR有65dB，假如带宽更窄的话SFDR可以进步到80dB以上。在GSM体系中只是需求200kHz的带宽。一个坐落放大器和ADC间的简略的两阶LC滤波器就能滤除H2，H3和驱动放大器发生的噪声。数字信号处理能消除大部分失真。运放特性和要害参数如表1所示。
图2 LMH6550驱动？ADC12L080欠采样转化成果。信号频率146MHz。采样频率64MHz。Fs/2*4=128MHz 146-128=18MHz
输入匹配
模数转化器的负载总是难以规划。一般情况下都有高输入阻抗和较大而且可变的容抗。一起，开关电容或许采样坚持电路会发生电流尖峰。这些原因导致ADC输入很难匹配，有必要运用放大器。差分放大器的输出级能消除电流尖峰一起为准确采样供给低阻抗源。图3中是驱动ADC的典型电路。两个56Ω的电阻用来阻隔ADC的容性负载和放大器来保证安稳。一起，这些电阻也是低通滤波器的一部分，用来供给抗混叠滤波和削弱噪声的功用。两个39pF的电容用来消除因为ADC内部开关电路引起的电流尖峰，一起也是ADC输入的低通滤波器的要害部件。在图3的电路中，滤波器的截止频率是1/（2*p*56W*（39pF+14pF））=53MHz（比采样频率略低）。留意ADC的输入电容在核算滤波器频率响应的时分有必要要考虑，假如是差分输入的话有用输入电容的值要加倍。一起，正如在图3中显现的，许多ADC的输入电容是ADC转化进程（采样坚持电路）的一部分。
图3 驱动ADC。LMH6550驱动ADC12LO66
和一切的高速电路相同，电路板布局很要害。放大器和ADC应该尽或许的接近。放大器和ADC都要求滤波器材紧靠放置。放大器要求输出导线上的寄生负载尽或许低，ADC对输入导线上或许耦合的高频噪声也很灵敏。别的，ADC的数字输出应该和ADC以及放大器的输入做杰出的阻隔。放大器和ADC的输入管脚不应该放置在电源或许地平面上。电源旁路电容应该满意低ESR而且放在距相关管脚2mm规模内。假如有必要，运用多过孔也是不错的主见。
共模反应
共模反应电路的首要长处就在于差分放大器可以准确设置输出的共模电压值。对大多数ADC来说，有必要将共模电压设定在一个特定的值以取得完好的动态规模。理论上一个差分放大器只会放大差分信号，输出的共模部分可以独立设置，对增益和差分输出信号没有影响。相似LMH6550的放大器有一个高阻抗输入的共模电压输出缓冲器。这样就答应放大器运用大多数ADC输出的参阅电压，一起对ADC的参阅电压发生电路不会有太大的负载效应。
另一个共模反应电路的长处是用放大器从一个单端的源发生彻底差分的信号。一起它也平衡了在一个抱负的共模电压点上两个差分的输出级。
图4 单电源供电作业和直流作业点
需求要点留意的是，共模反应电路看上去相似于一个单位增益缓冲器，作为输入脚和输出共模电压间的缓冲。等式Vocm=（V+out+V-out）/2标明晰相关于输出共模电压来说，两个输出有相同的起伏和相反的相位。图4显现了单电源供电作业典型结构而且给出了核算共模反应网络作用的公式。在这个比如中，Vcm是共模反应缓冲器的输入。Vocm是输出的共模电压，或许叫共模反应缓冲器的输出。当运用单端电源供电的差分放大器时，输入共模电压作业点将不再是体系规划的首要约束要素。单端电源供电将会约束增益和输出共模电压的设定规模。
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