圖18. 采用運算放大器的簡單差分到單端轉(zhuǎn)換器

方程3所示為VO?與DAC輸出電流之間的關(guān)系.失真數(shù)據(jù)通過與RT并聯(lián)的5pF電容進(jìn)行測量

(3)

為了展示這個電路的性能,DAC與ADA4857?和?ADA4817?運算放大器配對,其中T?=?125Ω (and CT?= CF?= 5 pF與RT?并聯(lián),以實現(xiàn)穩(wěn)定性和低通濾波）.單通道ADA4857-1和雙通道ADA4857-2為單位增益穩(wěn)定型、高速、電壓反饋放大器,具有低失真、低噪聲和高壓擺率等特點.作為眾多應(yīng)用（包括超聲、ATE、有源濾波器、ADC驅(qū)動器等）的理想解決方案,其帶寬為850 MHz,壓擺率為2800 V/μs,0.1%建立時間為10ns——全部都是在5mA的靜態(tài)工作電流下實現(xiàn).ADA4857-1和ADA4857-2具有寬工作電壓范圍（5V至10V）,特別適合需要寬動態(tài)范圍、精密、高速度和低功耗的系統(tǒng)

ADA4817-1（單通道）和ADA4817-2（雙通道）FastFET?放大器是具有FET輸入的單位增益穩(wěn)定、超高速電壓反饋型運算放大器.它們采用ADI公司的專有超快速互補雙極性(XFCB)工藝制造,具有超低的噪聲（4nV/√Hz和2.5fA/√Hz）和極高的輸入阻抗.其輸入電容為1.3pF,最大失調(diào)電壓為2mV,功耗低(19mA),?3dB帶寬較寬(1050MHz),非常適合數(shù)據(jù)采集前端、光電二極管前置放大器以及其他寬帶跨阻應(yīng)用.它們具有5V至10V的寬電源電壓范圍,可采用單電源或雙電源供電,適合包括有源濾波、ADC驅(qū)動和DAC緩沖在內(nèi)的各種應(yīng)用.

圖19比較了該電路在VO?= 500mV p-p 時相對于一個采用變壓器的電路的失真和頻率之間的關(guān)系.變壓器的失真低于放大器,后者的增益在高頻下不斷下降,但采用變壓器的失真卻在低頻下不斷變差.在此,可在有限范圍內(nèi)實現(xiàn)接近90dB的SFDR,在高達(dá)10MHz時優(yōu)于70dB.

圖19. DAC、ADA4857和ADA4817的失真 VO?= 500 mV p-p, RL?= 1 kΩ

具有增益運算放大器: 第三個電路（圖20）也使用了相同的高速運算放大器,但所含電阻網(wǎng)絡(luò)拉遠(yuǎn)了放大器與DAC之間的距離,支持增益設(shè)置,并可以利用VREF1和 VREF2兩個基準(zhǔn)電壓之一調(diào)整輸出偏置電壓.

圖20. 支持增益和偏置功能的差分到單端轉(zhuǎn)換

方程4定義了DAC輸出電流與放大器輸出電壓在 VREF1?= VREF1?= 0. 時的關(guān)系.為了匹配DAC之外的放大器網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗RT1?和?RT2, 兩個端接電阻必須單獨設(shè)置,同時要考慮放大器的特性.

圖21比較了放大器在這種配置下的失真以及變壓器電路的失真.?RT1?= 143Ω,?RT2?=?200 Ω,RF?=?RG?= 499Ω,?CF?= 5pF出于穩(wěn)定性和高頻濾波考慮——且?RL?= 1kΩ. 在此ADA4817的性能可與變壓器在高頻下的性能相媲美,在最高70MHz時,其SFDR可維持在優(yōu)于-70dBc的水平.與變壓器相比,兩個運算放大器都能維持出色的低頻保真.

圖21. DAC、ADA4817和ADA4857的失真 VO?= 500 mV p-p

本文討論了將低失真、低噪聲、高速放大器用作DAC緩沖器的一些優(yōu)勢,并將其性能與變壓器進(jìn)行了比較.同時比較了采用兩種不同架構(gòu)的三類應(yīng)用電路,并以實例展示了DAC和AD8129、ADA4857-1/ADA4857-2以及ADA4817-1/ADA4817-2放大器的測量數(shù)據(jù).數(shù)據(jù)顯示,放大器在頻率低于1MHz時的性能優(yōu)于變壓器,在頻率不超過80 MHz時,非常接近變壓器.在權(quán)衡考慮功耗和失真時,放大器的選擇非常重要.