This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] OPA2625:当 OPA2625用于驱动 ADC 的差分输入时、如何提高18位 SAR ADC 的 SNR、HD2和 HD3?

Guru**** 654100 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA2625, OPA838, THS4561, THS4551, THP210, THS4541, ADC3683
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1183617/opa2625-how-to-improve-snr-hd2-and-hd3-of-an-18-bit-sar-adc-when-opa2625-is-being-used-to-drive-the-differential-inputs-of-adc

器件型号:OPA2625
主题中讨论的其他器件: OPA838THS4561THS4551THP210THS4541ADC3683

您好!

我们为18位65MSPS SAR ADC 构建了一个 EVM、为此、我们在以下电路配置中使用 ADT1-6T+变压器和 OPA2625来驱动 ADC 的差分输入。   

ADC 的理论本底噪声(SNR)约为-85dBFS。 我们希望输入驱动电路具有更好的噪声性能、以便它不会限制整个系统的本底噪声。 它还必须具有良好的失真性能(我们主要关注的是 HD2和 HD3)。 ADC 输入必须为3.2V 峰间值。 根据这些限制、选择 OPA2625时考虑了数据表中指定的噪声、HD2和 HD3值。 运算放大器在高驱动模式下运行。

在上面的电路中、反馈电阻器 R102和 R103设置为3K 欧姆、电阻器 R101、R104设置为1K 欧姆、以获得4的增益。 该设置正在以200kHz 的输入频率和22MSPS 至50MSPS 的 ADC 采样频率进行测试。 下面是我们尝试过的许多其他配置:

-改变增益(我们希望保持增益更大、以避免必须提供较大的射频输入振幅。 此外、当运算放大器的输入需要高摆幅以补偿较低增益时、我们会看到性能较差)

-保持增益不变,但将电阻器的绝对值从低值更改为高值

-改变电源轨值(与数据表中提到的相反、我们在 Vs+= 3V 和 Vs-= 0V 的电源下获得更好的性能)

-在运算放大器的输出端添加了一个低通 RC 滤波器(R = 5欧姆、C = 200pF 接地)、以限制噪声带宽

-添加了一个与反馈电阻器并联的60pF 电容器(限制了放大器的增益必须在 RC 滤波器的截止频率之前滚降)、以便最大限度地减小放大器输出上的负载。 我们的想法是、与4K 欧姆电阻器相比、电容器开始主导反馈的速度越快、其对输出端热噪声的影响就越早消失。

不幸的是,上述案件都没有取得丰硕成果。 SNR 不超过-72dBFs、在最佳情况下、HD2和 HD3约为-75dBc。 更糟糕的是、完全移除运算放大器并仅使用变压器驱动 ADC 输入可将我们的结果提高到-77dBF、HD2为-105dBc、HD3为-90dbC。 但是、最终在输入路径中使用变压器是不可行的、因为我们也希望提供直流采样能力。

请建议您对电路进行任何更改、以便我们能够实现比现在更好的性能。 在这种情况下、也可以考虑更改运算放大器、请提供合适的建议(我确实收到过一些文章、建议将电流反馈运算放大器作为比电压反馈更好的 ADC 驱动器。 如果是,请详细说明理由。)

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Akash、

    1、运算放大器 V+输入的直流偏置电流路径在哪里?

    这个差分 I/O 运算放大器电路有时具有共模振荡-也许不在这里、但我们确实看到在 OPA838 Decomp 器件中-我在数据表中对此进行了讨论、  

    3.您将需要在运算放大器输出和 ADC 输入之间提供某种类型的滤波、或者将运算放大器的宽带噪声引入 ADC、我通常使用 RLC 滤波器-低插入损耗设计、您可能在那里有一些东西、 但需要进行全面分析

    您的问题(ADC 规格降级)是一个基本问题、我们在2000年初就花了很多时间来讨论这个问题-这里是一个幻灯片组、报告了这些结果、  

    通常、我会为此接口使用 FDA、具体取决于 THP210、THS4561、THS4551、THS4541的频率范围。 通常情况下、平衡-非平衡变压器需要次级侧的匹配 R -如果您需要帮助、我已经在该主题上做了大量工作(和文章)。  

    e2e.ti.com/.../HSP_5F00_ADCinterfaceOct2006.ppt

    e2e.ti.com/.../Techniques-to-improve-Distortion-at-Freq-Less-than-1MHz.ppt

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Akash、

    您使用的是什么 ADC?

    我问的原因是、ADC 制造商通常会为其 ADC 推荐一个完全匹配的 ADC 驱动器。

    Kai

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Michael、

    1. R2和 R3跳线替换为250欧姆。 这应使直流共模电压达到 V+输入引脚并为偏置电流提供路径。 这是您的意思吗?

    2.我将看一下讨论情况,但是的,我已经检查了我们的共同模式似乎没有振荡。

    正如我在上面提到的、我们有一个低通 RC 滤波器。 R =在 P 和 M 路径中以5 Ω 的串行方式、在 P 和 M 输出之间以100pF 的电容差来限制噪声带宽。 我们还分别在 P 和 M 路径上尝试了 RL 滤波器(R = 50欧姆、L = 40nH)、以便防止 ADC 采样操作导致的任何非线性干扰传播到输入端。

    感谢您的幻灯片、他们非常有见地。 我可以大致了解到、一个 ppt 建议执行单端到差动转换的平衡-非平衡变压器、后跟一个 FDA、将获得良好的结果、而另一个 ppt 则说明了电流反馈放大器相对于电压反馈放大器的可能优势。 虽然我不知道在此阶段更改放大器的可行性、但我将尝试向 OPA2625添加 A 类电流、以查看是否可以提高性能。

    我们还使用各种驱动电路进行了测试。 我们目前仅使用 THS4541作为驱动电路的一部分、输入电阻为200欧姆、反馈电阻为800欧姆、并且采用了与之前相同的 RC 滤波器。 与 OPA2625相比、HD2和 HD3有了改进、两者都在-90dBc 左右。 然而、SNR 仅约为-77dBFS。 我们在变压器的次级侧确实有50欧姆的匹配电阻、由于它是1:1变压器、因此我们将阻抗转换为初级侧、以避免给变压器负载。 (以防止在较高次级电流下因磁芯饱和而可能产生的失真)。 正如我说过的、我们发现仅 ADT1-6T+平衡-非平衡变压器可提供最佳性能、但我们也希望使用直流耦合选项。 您能提供的任何进一步见解都将非常有用。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    这是 ADC3683的改进版本、我们希望从中获得更好的线性度。 由于 TI 在这两种情况下都是制造商、因此我们可以建议最佳的 ADC 驱动器。 我们的电流驱动器电路与 ADC3683的建议电路非常相似

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    在没有仿真工作的情况下、很难在这么多变量的情况下取得任何进展、这是一个开始、我通过250欧姆 R 将电源设置为+/-2.5V、并将 V+偏置接地。 您的输出滤波器曾经是5欧姆至200pF 接地、然后是100pF 差分、在160MHz 时处于相同的极点位置-实际上实际上没有噪声带宽限制。  

    从这一点开始、响应显示了相当多的峰值、这也会增加 ADC 的积分噪声、  

      

    我可以使用这些命令生成 ADC SNR 的满量程输入、对于该仿真、3.2Vpp 为1.13Vrms、  

    而且还有70年代的低 SNR (您可以使用 ADC 来获得净 FFT 输出。)

    您真的需要对级间滤波具有更多的影响-我找不到您想要的数字化频带、但这里是一个速率为15MHz 的快速低插入损耗二阶巴特沃斯、  

    此处高达81dB、您的目标(假设您不想大幅降低 ADC 85dB)位于90dB SNR 区域。  

    无论在哪里、现在为 TI 员工提供更多的工作机会、我实际上不会做其他事情、至少您需要坚定地定义您的数字化频段。 直流、但高端是什么 哦、很好、这是我通过100Mhz 数字转换器进行交流耦合的最好的选择-这里有很多好东西、但很久以前我就是这么做的。  

    https://www.mouser.com/datasheet/2/698/REN_an1837_MAT_20130416-2931794.pdf

    这是 OPA2625的起点的 TINA 文件

    e2e.ti.com/.../OPA2625-balun-input-ADC-driver.TSC

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Akash、  

    我将查看上述 ADC 和驱动程序的文档。  我的团队将在1月9日星期一之前收到更新。  

    请提出任何问题或在遇到问题时提供任何更新。   

    最棒的

    阿尔茨