PDF《应用报告》

ADCDACs and ADCs),本文以技术测试作为结束.作为系统基 础的组件模块的运算放大器应该首先就要考虑,接下 来需要考虑的是在数据转换中发挥重要作用的采样/保持,然后是DACs,最后ADCs,ADCs混合了以上三个 电路.实际操作中,应特别强调混合及整体设计技术, 因为这些操作直接影响到系统的最优性能.所用电路材 料在进行设计之前就必须存在,同时这方面还应该有一 定的理论与实践的例子,以便于数据转换设计者及使用 者都可以找到有用的材料.现有的概念不要求设计者具 有广泛的数据转换经验,下面讨论的基础观点很容易理 解,文章着重强调高速电路设计时需要考虑的问题,对 电路理论涉及不深. 本报告包含一下内容 A. 放大器结构 缓冲器 运算 开环 比较器 B. 放大器的应用 采样/保持 峰值探测器 C. 数模转换(DAC) 双极 抗尖峰DAC D. 模数转换(ADC) 逐次逼近 闪存 分级比较 E. 测试技术 稳定时间 窗口抖动 敲击频率测试 伺服环路测试 1. 2. 3. 4. 1. 2. 1. 2. 1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 图1.高速双极缓冲器 放大器结构 所有的放大器在数据转换系统中占据着重要的地 位.高速放大器很有用,但也很难设计,因此懂得它 的工作原理就显得尤为重要.本文讨论了4种不同的 放大器结构.信号处理器件中,比较常见的放大器 有:缓冲器,运算放大器,开环放大器,比较器. 缓冲器 开环缓冲器是射极输出放大器中比较常见的一种 结构.这种电路之所以受欢迎是因为它结构简单,功 耗低,频带宽和易于使用.开环缓冲器在高速系统中 占有很重要的地位.低速电压输出跟随器系统中,开 环放大器的作用是一样的.该器件经常用于宽带运算 放大器和其他类型的宽带放大器的输出中.如图

1、2 所示,给出了两种缓冲器电路的结构.每个缓冲器的 输出阻抗大约是5Ω,带宽位几百兆赫兹.FET缓冲器 经常作为宽带FETS用在混合结构中.同时,同一单片 电路工艺的晶体管不是都一样的.这种双极的缓冲器 在单片电路中起到互补的作用,这里NPN和PNP晶体 管都是有着很高性能的纵向结构.图1给出了这种缓 ?

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9 1 , e n u J . A . S . U n i d e t n i r P A

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0 - B A n o i t a r o p r o C n w o r B - r r u B

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2 冲器的一般结构.这个缓冲器的输入连接到一对互补 的晶体管上.通过电阻R1和R2的输入晶体管连接到输 出晶体管Q3和Q4的基极,这样的话,如果基极到NPN 和PNP的发射极电压相等的话,那么偏移量将为零. 在相同的偏置电流下,如果将晶体管设计成具有相同 VBE的几何尺寸时,就可以获得零偏移.当电路有合适 的高输入阻抗和有高电流输出的能力时,那么这个电 路是比较理想的.这种缓冲电路的一个重要应用是放 大单片电路上运放的输出电流.单片电路上的运放通 常没有超过10mA到50mA的输出电流,而如图一所示 的缓冲器可以输出超过100mA的电流.这种缓冲器典 型的带宽是250MHz,因此它可以应用于大多数单片 运放的反馈环路中,且对稳定性的影响很小.图3给出 的是一个缓冲器如何连接形成一个环路,这样放大器 的DC性能就由无缓冲放大器和无输出缓冲器决定.图 3给出的是这种连接的结构,缓冲器里存在驱动负载热 耗散,这样的话就可以从敏感的运放的输入端减少热 致的变形和补偿漂移. 图2给出的是前面提到的场效应管的电路型号. 这个FET通过镜像使Q5获得零漂移,由输入FETQ1的 电压作用于Q5.Q5的VBE决定了FET电流源Q4的门级电 压.当流进Q4和Q1的电流相同时,Q1的门级就会等于 being produced on a complementary monolithic process where both the NPN and PNP transistors are high perfor- mance vertical structures. Figure