运放至ADC的噪声参数匹配.doc

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1、MatchingthenoiseperformanceoftheoperationalamplifiertotheADC运放至ADC的噪声参数匹配Properselectionoftheoperationalamplifierthatdrivesananalog-to-digitalconverter(ADC)inamixed-signalapplicationiscritical.Thedesignermustcompareissuessuchasamplifiernoise,bandwidth,settlingtime,andslewratetotheADC’ss

2、ignal-to-noiseratio(SNR),spurious-freedynamicrange(SFDR),inputimpedance,andsamplingtime.Thisarticlespecificallyaddressesthematchingofthenoisespecificationsandperformanceofanopampandasuccessiveapproximationregister(SAR)ADCinasingle-supplyenvironment.在混合信号应用中，适当地选择运放驱动一个ADC是重要的。设计者必须比较指标，

3、比如放大器噪声、带宽、建立时间建立时间用来表征运放输出达到稳定值的速率，越小越好以及压摆率输出电压的转换速率，单位有通常有V/s，V/ms和V/μs三种。一般压摆率高的运放，其工作电流也越大，亦即耗电也大的意思。但压摆率却是高速运放的重要指标。SR=2×pi×f×Vpk，Vpk是放大输出信号的最大峰峰值，带宽增益积反应小信号放大信号的带宽问题，压摆率反应大信号放大信号的问题，一般大信号的带宽都要小于带宽增益积的值。，ADC的信噪比(SNR)SNR的定义是有用信号功率与影响该信号的噪声功率的比值。、无杂散动态范围(SFDR)、输入阻抗以及采样时间。本文专门探讨运放和SA

4、R（逐次逼近）型ADC在单一电源环境中的噪声规格和表现。Thenoisethattheamplifiergeneratesoriginatesfromtheinputdifferentialstage.Theinputstageofeveryamplifiergeneratestransistor-devicenoise,whichspot-noisegraphsdescribeasreferred-to-input(RTI)noise.Withthisgraphicalinformationwecandeterminehowmuchnoisereachesthein

5、putterminaloftheADCbycalculatingthereferred-to-output(RTO)amplifiernoise.运放产生的噪声源自输入差分级。每个运放的输入级产生晶体管器件噪声，点频噪声图被描述为基于输入的噪声－RTI噪声。在这个图形信息中，通过计算基于输出的噪声－RTO放大器噪声，我们可以确定到达ADC输入端的噪声有多大。Thisdiscussionbeginswithadescriptionoftheamplifier’sdevicenoise.Theamplifiernoisesourcesarethentiedtogether

6、intoonefigureofmerit,andtheunitsareconvertedfromvoltstoanSNRindecibels.Finally,theimpactoftheopampinthismixed-signalcircuit(Figure1)isdeterminedbycalculatingthecombinationoftheopampSNRvaluewiththeADC’sSNRperformance.本文先对放大器器件噪声进行描述。然后放大器噪声源被整合到一个指标图中，单位由伏特转换成以分贝为单位的SNR。最后，通过计算运放SNR值和ADC

7、的SNR的表现，图1所示的混合信号电路中的运放的影响被确定下来。Characteristicsoftheamplifiernoise运放噪声的特征Itisimportanttounderstandthenoisethattheoperationalamplifiergeneratesinthisapplication.Thetypicalperformanceoftheamplifiergiveninitsproductdatasheetshowsthattheopampnoisebehavioroverfrequencyhasasignaturet