ADI精密仪器仪表参考设计：AD5547/AD5557 DAC电路精选

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"ADI参考电路设计——仪器仪表选集1"是一套专注于测试和测量应用的高级专业资源，它收录了超过48个精心设计的电路笔记，旨在帮助仪器仪表工程师解决模拟、混合信号和射频设计中的各种挑战。这套选集由ADI的应用专家团队精心构建和验证，提供了丰富的文档支持，确保用户可以根据不同应用轻松使用，并最大限度地减少系统集成过程中可能遇到的问题。核心内容包括： 1. 利用AD5547/AD5557 DAC的电路设计（CN0026和CN0027）：这两个电路展示了如何通过这些精密、单极性和反相/同相转换DAC实现高精度的信号处理，特别适合对信号质量有严格要求的应用。 2. 双极性和精密配置（CN0028）：介绍了如何使用AD5547/AD5557 DAC进行双极性设置，这对于需要宽动态范围的系统非常有用。 3. 通道监控功能（CN0030）：AD5390/AD5391/AD5392系列的电路展示了如何监控信号通道状态，确保数据准确无误。 4. ADC驱动与信号转换：例如CN0041利用AD8138和AD7356进行低失真直流耦合的单端转差分转换，CN0042则涉及双极性SAR ADC AD7366/AD7367的驱动。 5. 高速ADC前端设计（CN0046）：AD8352被用于创建低失真的差分RF/IF前端，适用于对速度和信号保真度要求高的应用。 6. 自动功率控制（CN0050）：提供了一种稳定且闭环的自动功率控制解决方案，适用于射频等需要精确控制的环境。 7. 交流耦合基带应用（CN0051）：针对AD9233/AD9246/AD9254 ADC，该设计展示了如何在交流耦合环境中优化信号处理。 8. DAC实现多位精度转换（CN0052）：AD5450/AD5451/AD5452/AD5453系列的8/10/12/14位DAC电路，展示了高精度数字到模拟信号转换技术。这些电路设计不仅提供了独立的解决方案，而且可以作为更大规模或复杂系统的基础组件。此外，所有设计都经过工厂测试，并配备有评估硬件，方便开发者快速原型制作。使用这套参考设计，工程师们能够节省时间，降低设计风险，加快产品上市进程。对于需要寻找创新解决方案的仪器仪表工程师来说，这套选集是不可或缺的参考资料。

CN-0041

电路笔记

(Continued from first page) "Circuits from the Lab" are intended only for use with Analog Devices products and are the intellectual property of Analog Devices or its licensors. While you

may use the "Circuits from the Lab" in the design of your product, no other license is granted by implication or otherwise under any patents or other intellectual property by application

or use of the "Circuits from the Lab". Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, "Circuits from the Lab" are supplied "as is" and without

warranties of any kind, express, implied, or statutory including, but not limited to, any implied warranty of merchantability, noninfringement or fitness for a particular purpose and no

responsibility is assumed by Analog Devices for their use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from their use. Analog Devices reserves the

right to change any "Circuits from the Lab" at any time without notice, but is under no obligation to do so. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective

owners.

registered trademarks are the property of their respective owners.

CN08480sc-0-11/09(A)

如果所用的模拟输入源具有零阻抗，则所有四个电阻（R

1、

2、R

1 和 R

2）应当如图 1 所示相同。例如，如果模拟输

入源具有 50 Ω 阻抗和 50 Ω 端接电阻，则 R

2 值应增大 25 Ω

以平衡输入端的并联阻抗，从而确保正负模拟输入的增益

相同。此外，R

1 和 R

2 也需要略微增大，以补偿因 R

1 和

2 增大而导致的增益损失。欲了解端接源状态的完整分

析，请参考“ADIsimDiffAmp 交互式设计工具”和“教程

MT-076”。

AD7356 要求驱动器具有非常快的建立时间，因为若要利用

串行接口实现 5 MSPS 吞吐量，采集时间就必须非常短。在

转换过程中，AD7356 前端的跟踪保持放大器在第 13 个

SCLK 周期的上升沿进入跟踪模式。ADC 驱动器必须在跟

踪保持放大器返回保持模式之前建立（对于 5 MSPS 吞吐量、

使用 80 MHz SCLK 的 AD7356，二者相隔 38 ns）。AD8138

的额定建立时间为 16 ns，可满足这一要求。

共模电压由 AD8138 V

OCM

引脚上施加的电压设置。在图 1

中，V

OCM

连至 1.024 V 电压，它由 AD7356 内部 2.048 V 基

准电压源通过分压提供。如果要将 AD7356 的 2.048 V 片内

基准电压源用于系统中的其它地方，则（如图 1 所示）REF

或 REF

的输出必须先经过缓冲。OP177 是基准电压源缓冲

的理想选择，其精度性能在目前可用的运算放大器中最高。

请注意，图 1 中的 AD8138 采用 5 V 双电源供电，而 AD7356

的额定电源电压范围为 2.5 V 至 3.6 V。切记，瞬态或上电

情况下决不能超过 AD7356 的最大输入电压限制（请参考

“教程 MT-036”）。此外，该电路必须构建在具有较大面

积接地层的多层电路板上。为实现最佳性能，必须采用适

当的布局、接地和去耦技术（请参考“教程 MT-031” 、“ 教

程 MT-101”以及 AD7356 评估板布局）。

常见变化

如需降低成本，可以使用超低失调电压运算放大器 OP07D

代替 OP177。除失调电压特性外，二者的性能相似。另外

还可以选用 AD8628 或 AD8638，这两款器件具有非常高的

精度和非常低的时间与温度漂移特性。

指南MT-031：

实现数据转换器的接地并解开

AGND

和

DGND

的谜团

。ADI公司。

指南MT-036：

运算放大器输出反相和输入过压保护

。ADI公司。

指南MT-074：

精密

ADC

用差分驱动器。

ADI公司。

指南MT-075：

高速

ADC

用差分驱动器概述

。ADI公司。

指南MT-076：

差分驱动器分析

。ADI公司。

指南MT-101：

去耦技术

。ADI公司。

高速差分

ADC

驱动器应用规则

（模拟对话，第43卷），ADI

公司John Ardizonni和Jonathan Pearson，2009年5月。

ADIsimDiffAmp（差分放大器工具），ADI公司

。

数据手册和评估板

AD7356数据手册。

AD7356评估板。

AD8138数据手册。

OP177数据手册。

OP07D 数据手册。

修订历史

09年11月—修订版0至修订版A

格式更新 .........................................................................................通用

更改电路笔记标题 ............................................................................. 1

09 年 2 月—修订版 0：初始版

更多资料

Page 16

Rev.A

“Circuits from the Lab” 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 “Circuit from the

Lab”. (Continued on last page)

One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.

Tel: 781.329.4700

www.analog.com.cn

Fax: 781.461.3113

电路笔记

CN-0042

Circuits from the Lab®

参考设计是经过测试的参考设计，

有助于加速设计，同时简化系统集成，帮助并解决当

今模拟、混合信号和

设计挑战。如需更多信息和

或技术支持，请访问

www.analog.com/cn/CN0042

。

连接/参考器件

AD7366/

AD7367

双极性输入、双核 12/14 位、双通道 SAR

ADC

AD8021

低噪声、高速放大器

在低失真直流耦合应用中驱动双极性 SAR ADC AD7366/AD7367

电路功能与优势

本文所述电路可以对工业级直流耦合信号进行单端、低失

真采样。图 1 所示驱动器电路针对要求最佳失真性能的应

用进行了优化，可提供充足的建立时间和低阻抗，从而确

保 AD7366/AD7367 发挥最大性能。

电路描述

AD7366 和 AD7367 分别是 12 位和 14 位、1 MSPS、双通道、

同时采样 SAR ADC。这些器件总共有四路模拟多路复用输

入（每通道两路），采用单端模式工作。AD7366/AD7367

的模拟输入范围可通过编程设置，支持±10 V、±5 V、0 V

至 10 V（采用 2.5 V 内部基准电压源）和±12 V（采用 3 V

外部基准电压源）。

AD7366-5/AD7367-5 采用 ADI 公司的工业 CMOS 工艺

(iCMOS)制造，该技术平台兼具低电压和高电压 CMOS 的

优点。AD7366/AD7367 的输入电路采用±12 V 的 V

和

标称电压工作，而 ADC 其它部分采用 AV

、DV

和

+5 V V

DRIVE

。利用 iCMOS 工艺，AD7366/AD7367 不仅降低

了功耗和封装尺寸，而且能接受高电压双极性信号。

在信号源具有高阻抗的应用中，由于较大的源阻抗会对

ADC 交流性能造成较明显的影响，因此应当先将模拟输入

信号进行缓冲，再施加于 AD7366/AD7367 的输入端。选择

驱动输入端的运算放大器时，主要取决于特定应用和所选

的模拟输入电压范围。驱动器放大器必须能够在不到 140 ns

额定采样时间内，以满量程步进建立至 14 位水平（ 0.0061%，

AD7367）或 12 位水平（0.024%，AD7366）。

图

采用

AD802

驱动

AD7366/AD7367

模拟输入的典型连接图

（原理示意图：未显示去耦和所有连接）

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CN-0042

电路笔记

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CN08481sc-0-9/09(A)

AD8021 电压反馈型放大器具有异常出色的高性能、高速

度、低噪声和低失真性能，非常适合用作 AD7366/AD7367

的单端输入缓冲器/驱动器。以单端模式工作时，也能满足

上述要求。图 1 显示了 AD7366/AD7367 的配置，AD8021

为单端配置。AD8021 需要一个外部补偿 NPO 型电容

COMP

)，如图 1 所示。AD8021 采用同相模式连接，增益为

2。AD7366/AD7367 可编程双极性输入电压范围（折合到

AD802 的输入端）为±5 V 和±2.5 V。

该电路必须构建在具有较大面积接地层的多层电路板上。

为实现最佳性能，必须采用适当的布局、接地和去耦技术

（请参考“教程 MT-031 ”、“教程 MT-101 ”以及

AD7366/AD7367 评估板布局）。

常见变化

在要求双通道器件的高频应用中，可以用 AD8022 代替

AD8021。对于低频应用，推荐使用的运算放大器为 AD797、

AD845 和 AD8610。

指南MT-031：

实现数据转换器的接地并解开

AGND

和

DGND

的谜团

。ADI公司。

指南MT-036：

运算放大器输出反相和输入过压保护

。ADI公司。

指南MT-101：

去耦技术

。ADI公司。

数据手册和评估板

AD7366数据手册。

AD7367数据手册。

AD8021数据手册。

OP177数据手册。

AD7366/AD7367评估板。

修订历史

09年9月—修订版0至修订版A

格式更新 .........................................................................................通用

08 年 10 月—修订版 0：初始版

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Rev.A

“Circuits from the Lab” from Analog Devices have been designed and built by Analog

Devices engineers. Standard engineering practices have been employed in the

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been tested and verified in a lab environment at room temperature. However, you

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CN-0046

Circuits from the Lab®

参考设计是经过测试的参考设

计，有助于加速设计，同时简化系统集成，帮助并解

决当今模拟、混合信号和

设计挑战。如需更多信

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连接/参考器件

AD8352

超低失真差分射频/中频放大器

AD9445

14 位、105 MSPS/125 MSPS 模数转

换器

使用 AD8352 作为高速 ADC 的超低失真差分 RF/IF 前端

电路功能与优势

这些电路提供利用超低失真差分 RF/IF 放大器 AD8352 驱动高

速 ADC 的单端和差分两种配置。AD8352 具备高效驱动

AD9445 等高线性度转换器所必需的增益、隔离与失真性能。

无论以差分方式还是单端方式驱动，该器件都能提供平衡输

出，从而保持出色的二阶失真水平。

电路描述

图 1 和图 2 显示用于驱动 14 位、105 MSPS ADC AD9445 的两

种前端电路。图 1 为差分输入配置，图 2 为单端输入配置。

在图 1 所示的差分配置中，输入端 49.9 Ω 电阻为 50 Ω RF/IF 信

号源提供差分输入阻抗。当驱动器距离 AD8352 不超过最大输

入 RF/IF 频率波长的大约八分之一时，不需要阻抗匹配，从而

无需这一端接电阻。24Ω 输出串联电阻用于与 ADC 的输入电

容实现隔离，最佳电阻值根据经验而定。图 3 和图 4的 100 MHz

FFT 图显示了采用差分配置的性能效果。

在图2所示的单端输入配置中，V

端的净输入阻抗为 R

(200 Ω)

加上 24.9 Ω 外部平衡电阻，约为 225 Ω。这就要求并联一个 64.9 Ω

电阻，以便提供与 50 Ω 源阻抗相匹配的输入阻抗。如果输入

反射极小，则不需要此阻抗匹配。需利用 200 Ω 电阻(R

)来平

衡输出电压，使二阶失真最小。

单端配置可提供与输入差分驱动相似的−3 dB 带宽，并且三阶

谐波整体性能下降很少，甚至没有下降。单端、三阶失真

图

驱动

位、

105MSPS/125MSPS ADC AD9445

的

AD8352

差分输入

（原理示意图：未显示所有连接）

。

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CN-0046

电路笔记

图

驱动

AD9445 ADC

的

AD8352

单端输入

（原理示意图：未显示所有连接）

水平与图 3 和图 4 的差分 FFT 图相似。单端电路没有在放大

器之前用变压器或巴伦，而在约 100 MHz 以上频率仍能保持

出色的失真性能。不过，在约 100 MHz 以上频率，当 AD8352

采用单端方式驱动时，由于相位相关误差，二阶失真会增大。

图

单音失真

AD8352

驱动

AD9445

；编码时钟为

105 MHz

，

模拟输入频率为

100 MHz (A

= 10 dB)

，参见图

两种配置中，R

是 AD8352 的增益设置电阻，R

和 C

则可消

除失真。AD9445 的差分输入阻抗约为 2KΩ，与 5Pf 并联，满

量程输入信号要求 V

IN+

与 V

IN−

之间具有一个 2.0 V 峰峰值差分

信号(V

REF

= 1 V)。

放大器的输出经过交流耦合，可以在 ADC 输入端提供最佳共

模电压。AD9445输入端的共模电压通过内部网络设置为 3.5V。

如果信号源也要求共模电压超出 AD8352 的最佳范围，则输入

可能需要进行交流耦合。AD8352 具有一个 V

共模引脚，可

以均等地变换输入和输出共模电平。提高 AD8352 的增益会提

高系统噪声，因此在不进行滤波的情况下，AD9445 的信噪比

（在 100 MHz 输入、A

= 10 dB 条件下，SNR = 3.5 dB）会降

低。不过应当注意，只要 C

和 R

选择得当，则放大器增益从

3 dB 提高至 18 dB 并不会明显影响失真水平。若配置得当，这

些电路的 SFDR 性能可以优于 87 dBc（70 MHz 输入）和 82 dBc

（180 MHz 输入）。只要选择适当的 C

和 R

，单端驱动可以

获得类似的 SFDR 性能和三阶交调水平，如上述图中所示。

为了使本文所讨论的电路达到理想的性能，必须采用出色的布

线、接地和去耦技术。至少应采用四层 PCB：一层为接地层，

一层为电源层，另两层为信号层。

所有 IC 电源引脚都必须采用 0.01 μF 至 0.1 μF 低电感、多层陶

瓷电容(MLCC)对接地层去耦（为简明起见，图中未显示），

并应遵循各 IC 数据手册的相关建议。

有关布线方式和关键器件定位的建议，请参考产品评估板，可

以通过器件的产品主页或数据手册查询评估板。

图

双音交调失真，

AD8352

驱动

AD9445

，采样时钟为

105 MSPS

，

模拟输入频率为

98 MHz

和

101 MHz

，

AV = 10 dB

，参见图

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ADI精密仪器仪表参考设计：AD5547/AD5557 DAC电路精选

ADI参考电路设计——仪器仪表选集-综合文档

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AD7778的参考电路在哪里

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AD77608的设计电路

25GVCSEL驱动电路设计案例

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