电路笔记
CN-0237
连接/参考器件
Circuit from the Lab ™实验室电路是经过测试的电路设
计，用于解决常见的设计挑战，方便设计人员轻松快
捷地实现系统集成。有关更多信息和技术支持，请访
问：www.analog.com/zh/CN0237。
ADA4940-1/
ADA4940-2
单/双通道超低功耗、低失真差分
ADC驱动器
AD7982
18位、1 MSPS PulSAR ADC
ADR395
微功耗、低噪声、5 V精密带隙基准
电压源
超低功耗、18位、差分PulSAR ADC驱动
评估和设计支持
电路描述
设计和集成文件
原理图、布局文件、物料清单
诸如AD7982 18位1 MSPS PulSAR® ADC等现代高分辨率SAR
ADC需要差分驱动器来实现最优性能。在这类应用场合，
ADC驱动器接收差分或单端信号，并执行所需的电平转换
以在适当的电平下驱动ADC输入端。
电路功能与优势
图1所示电路使用超低功耗、18位1 MSPS ADC AD7982，由
低功耗全差分放大器ADA4940-1来驱动。低噪声精密5.0V基
准电压源ADR395用于提供该ADC所需的5V电源。图1所示
的所有IC均采用3 mm × 3 mm LFCSP或3 mm × 5 mm MSOP
小型封装，从而有助于降低电路板成本和空间。
图1显示ADA4940-1差分放大器进行电平转换并驱动18位
AD7982差分输入逐次逼近型PulSAR ADC。利用四个电
阻，ADA4940-1既能以增益1来缓冲信号，也可放大信号获
得更大动态范围。交流和直流性能兼容18位1 MSPS PulSAR®
ADC AD7982和该系列的其它16及18位器件，采样率最高可
达2 MSPS。该电路也可接受单端输入信号以产生相同的全
差分输出信号。
电路中ADA4940-1的功耗不到9 mW。18位1 MSPS AD7982
ADC的功耗仅7 mW（1 MSPS时），远低于市面上的同
类AD C。此功耗也随吞吐量而变化。ADR395功耗仅为
0.7mW，使系统总功耗低于17 mW。
+6.0V
ADR395
VIN+
R3
1kΩ
+5V
R4
1kΩ
10µF
+6.0V
+IN
–OUT
+2.5V
VOCM
0.1µF
–IN
VIN–
R1
1kΩ
ADA4940-1
–1.0V
REF
33Ω
2.7nF
2.7nF
+OUT
33Ω
VDD
IN–
AD7982
IN+
GND
SERIAL
INTERFACE
10144-001
R5
10kΩ
R6
10kΩ
+2.5V
R2
1kΩ
图1. 高性能18位差分ADC驱动器（简易原理图：未显示所有连接和去耦）
Rev.0
Circuits from the Lab™ circuits from Analog Devices have been designed and built by Analog
Devices engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and
construction of each circuit, and their function and performance have been tested and
verified in a lab environment at room temperature. However, you are solely responsible
for testing the circuit and determining its suitability and applicability for your use and
application. Accordingly, in no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect,
special, incidental, consequential or punitive damages due to any cause whatsoever
connected to the use of any Circuits from the Lab circuits. (Continued on last page)
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CN-0237
电路笔记
AD7982采用2.5 V的VDD单电源供电。它内置一个低功耗、
高速、18位采样ADC和一个多功能串行接口端口。基准电
压 (REF) 从ADR395精密低压差 (0.3 V) 带隙基准源由外部
获得，并可独立于电源电压来设定。ADA4940-1具有直流
耦合输入和输出，并视需要执行一次差分或单端转差分转
换。它还可以缓冲驱动信号。一个单极1.8 MHz R-C (33 Ω,
2.7 nF) 噪声滤波器放在运算放大器输出和ADC输入之间。
该滤波器还可以将运算放大器输出与内部采样保持功能在
ADC输入端所引起的切换突波隔离开来。
如果R1 = R2 = R3 = R4 = 1 kΩ，单端输入阻抗约为1.33 kΩ。
外部52.3 Ω端接电阻提供一个50 Ω源端接电阻。反相输入
端的一个额外25.5 Ω（总共1025.5 Ω）可平衡驱动同相输
入的50 Ω源端接电阻的并联阻抗 (52.3 Ω || 50 Ω = 25.5 Ω)。
但是，如果使用差分源输入，则差分输入阻抗为2 kΩ。此
时，视需要使用两个52.3 Ω端接电阻来端接每个输入。
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ADA4940-1由7 V电源（+6 V和–1 V）供电，这样对于ADC
满量程输入必须在0V至5V之间摆动时，输出能够提供足够
的裕量。
增益由反馈电阻 (R2 = R4) 和增益电阻 (R1 = R3) 比率来设
定。此外，该电路可用于进行单端或差分输入转差分输出
转换。需要时，可在输入端并联一个端接电阻。无论输入
为单端还是差分输入，均可如MT-076教程和DiffAmpCalc™
差分放大器计算器 (www.analog.com/zh/diffampcalc) 所示来
计算放大器的输入阻抗。
图2. 20 kHz信号、满量程以下0.5 dB、采样频率为1 MSPS的FFT曲线图（32,000点）
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CN-0237
电路笔记
针对此电路上的测试，信号发生器产生一个10 V p-p差分输
来实现所需的最高性能。ADA4940-1/ADA4940-2针对驱动
出。为了降低噪声，VOCM输入被旁路，并通过外部1%电阻
16位和18位ADC而优化，性能下降少。采样速度更快的18
来设置，以便在5V基准电源下获得最宽的输出动态范围。
位ADC包括AD7984 (1.33 MSPS) 和AD7986 (2 MSPS)。差分
输出共模电压为2.5 V时，ADA4940-1各输出的摆幅在0 V至
16位ADC包括AD7688 (500 kSPS) 和AD7693 (500 kSPS)。
5 V之间，相位相反，向ADC输入端提供增益为1、10 V p-p
ADA4940-1/ADA4940-2轨到轨输出可驱动至每个供电轨的
的差分信号。
±0.5 V范围内，而交流性能不会明显下降。诸如AD8137和
FFT性能如图2所示，归纳如下：
ADA4941-1等其他差分ADC驱动器也可用来在重视速度、
• SNR = 95.06 dBFS（不含谐波）
输入阻抗等因素的其他应用中取代ADA4940-1。
• SINAD = 95.03 dBFS
电路评估与测试
• SFDR = 105.02 dBFS
此电路将修改后的EVAL-AD7982SDZ PulSAR AD7982评估
• THD = −115.89 dBFS
板连接到转换器评估和开发板 (EVAL-CED1Z) 进行测试。
INL和DNL性能如图3所示。
修改后的AD7982评估板可用于ADA4940-1差分ADC驱动器
常见变化
和ADR395基准电压源。
经验证，采用图中所示的元件值，该电路能够稳定地工
10144-003
作，并具有良好的精度。其他模数转换器可以取代AD7982
图3. 20 kHz信号、采样频率为1 MSPS的INL和DNL曲线图
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CN-0237
电路笔记
EVAL-AD7982SDZ是一款用户评估板，用以简化18位
设备要求
AD7982 PulSAR ADC的独立性能和功能测试。
除了上述两块评估板外，ADA4940-1还需要+6 V至–1 V的外
EVAL-CED1Z板是一种使用ADI精密转换器的系统评估、演
部电源。EVAL-CED1Z采用壁式电源适配器提供+7.5 V直流
示和开发平台。它提供转换器和PC之间所需的通信，编程
电压。其他合适电压从EVAL-CED1Z供给AD7982评估板。
或控制器件，通过USB线收发数据（如图4和图5所示）。
CONVERTER EVALUATION AND
DEVELOPMENT BOARD (EVAL-CED1Z)
PulSAR EVALUATION BOARD
(MODIFIED EVAL-AD7982SDZ)
PC RUNNING
WINDOWS XP
OR HIGHER
WITH USB PORT
HIGH SPEED
USB 2.0 CABLE
(INCLUDED)
POWER SUPPLY:
+6V
10144-004
POWER SUPPLY:
+7.5V DC @ 2A
(INCLUDED)
POWER SUPPLY:
−1V
图4. PulSAR ADC评估平台
–1V
POWER
SUPPLY
AGILENT
E3630A
POWER
SUPPLY
+6V
+7V @ 2A
ADR
395
ADR395
IN+
SIGNAL
GENERATOR
AD7982
CED
PC
(USB)
IN–
ADA4940-1
EVAL-AD7982SDZ
(MODIFIED)
图5. 测试设置功能框图
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EVAL-CED1Z
10144-005
AUDIO PRECISION
SYS-2702
CN-0225
电路笔记
低失真信号源Audio Precision® SYS-2702用来实现所需性能。
运行PulSAR评估软件需采用配有Windows® XP或Windows 7
系统及USB端口的PC。
进一步阅读
开始使用
DiffAmpCalc: Differential Amplifier Calculator:
www.analog.com/zh/diffampcalc
按www.analog.com/zh/EVAL-CED1Z和www.analog.com/zh/
AD7982_adc_EVAL-CED1Z所述步骤安装软件。
将修改后的AD7982评估板接到EVAL-CED1Z。将+7.5 V壁
式电源适配器接到EVAL-CED1Z。将+6 V至−1 V的外部电
源接到AD7982评估板。
设置与测试
AD7982评估板使用Audio Precision SYS-2702信号源来提
供输入信号。基于LabVIEW®的PulSAR评估软件用来控制
Audio Precision输入信号，还能监控ADC输入和输出。
如图2、3和4所示，该软件可采集并处理INL、DNL和FFT
数据。
CN-0237 Design Support Package:
www.analog.com/CN0237-DesignSupport
Ardizzoni, John. A Practical Guide to High-Speed PrintedCircuit-Board Layout , Analog Dialogue 39-09, September
2005.
MT-031 Tutorial, Grounding Data Converters and Solving the
Mystery of “AGND” and “DGND” , Analog Devices.
MT-074 Tutorial, Differential Drivers for Precision ADCs ,
Analog Devices.
MT-075 Tutorial, Differential Drivers for High Speed ADCs
Overview, Analog Devices.
MT-076 Tutorial, Differential Driver Analysis, Analog Devices.
MT-101 Tutorial, Decoupling Techniques , Analog Devices.
数据手册和评估板
ADA4940-1 Data Sheet
ADA4940-2 Data Sheet
ADA4940 Evaluation Board
AD7982 Data Sheet
AD7982 Evaluation Board
ADR395 Data Sheet
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