TI高精度实验室ADC系列培训视频 第2章 ADC驱动拓扑

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2.1 SAR型ADC输入类型

单端输入结构的输入信号是相对于地来测量的。在这个例子中AD 的正输入端连接到了输入信号，负端连接到了地。有的器件地线是和内部结构连接在一起，只有一个输入端 。
伪差分输入结构的输入信号是相对于满量程的一半来测量的。在这个例子中满量程为 3V，AD 的负输入端连接到了满量程的一半，即1.5V±100mV。正输入端可以在负输入端的上下进行摆动，产生正负差分输入信号。
因此对于伪差分输入型器件，它的输出数字代码是有符号的，因为它存在正负两种情况。同理，对于单端输入结构，它的输出代码均是无符号的，因为它的所有输入信号都是正的。

差分信号等于正输入电压减去负输入电压。图中这两个输入电压都是 0V 和 5V，但是它的差分输入范围是±5V。所以差分输入范围是每个输入电压的两倍
共模电压是两个输入电压的平均值，简单的计算方法就是将两个电压相加除以2，共模输入电压是数据转换中非常重要的一个限制参数。

全差分输入结构：输入差分信号为正输入减去负输入，差分输入范围是两倍的输入电压。在这个例子中每个数端的信号为 0 到 5V，那么差分数范围就是 ±5V 或者 10V，需要注意的是共模电压是固定的，它等于满量程的一半，共模输入电压的精度是非常重要的，一般允许误差范围为 ±100mV。信号总是关于共模电压对称的，在这个例子中共模电压为 2.5V，输出电压关于 2.5V 进行对称。

真差分输入结构与全差分类似，最主要的区别在于真差分结构允许任意的共模电压范围，而全差分结构共模电压必须为满量程的一半。这里展示的是ADS8881的例子，两个输入电压是相互独立的，输入范围为正输入减去负输入，需要注意的是共模电压可以在整个范围内变化，同时也可以看得出，输入信号并没有关于共模电压对称，全差分数据结构是一种非常常见的结构。

单极性结构只允许正输入信号，而双极性允许正负两种输入，需要注意的是
这里的极性都是相对于地面来说的。

单极性和双极性是根据输入信号相对于地面来定义的，与是否差分无关。 差分器件输入有负，并不代表器件为双极性。

SAR 型 ADC两种主要的输入阻抗结构：电阻型和开关电容型。
开关电容型由开关和电容组成的采样保持电路构成，一般情况下采样和保持的时间非常短，这里是 300ns。所以需要一个外部的宽带放大器放置在输入端以使输入信号在整个捕获周期内达到合适的精度，这里使用的是一个 20M 的放大器。还需要注意的是，这种结构的输入阻抗是 RC 构成的动态阻抗而不是一个固定电阻，开关电容型结构的 SAR 型 ADC 输入范围等于参考电压。运算放大器的选择和 RC 电路的设计是这类 ADC 的一个难点。
对于电阻型、高压型、PGA 输入型 ADC 器件，其内部集成了一个缓冲放大器或可编程放大器。通常来讲这个放大器应配置在差分结构中使 ADC 的输入阻抗等于差分结构的输入电阻，这个例子中它的输入阻抗为 1MΩ，这种类型的输入结构比开关电容输入结构有一个非常重要的优点：那就是它内部集成了 ADC 驱动缓冲器，消除了对外部高速放大器的要求；另一个优点是输入范围可以大于参考电压。

2.2 单端驱动电路分析、反向配置与轨对轨放大器的交越失真（未看）

2.3 交越失真（未看）

2.4 仪表放大器驱动ADC（未看）

2.5 全差分放大器驱动ADC（未看）