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來源：Moshe Gerstenhaber 和 Michael O'Sullivan 采用小尺寸工藝設計的高性能ADC通常采用1.8V至5V單電源或±5V雙電源供電。為了處理±10 V或更大的實際信號，ADC一般前置一個放大器以衰減該信號，防止ADC輸入端出現飽和或受損。這種放大器通常具有單端輸出，但為了獲得差分輸入ADC的全部優勢，包括更高動態范圍、更佳共模抑制性能和更低的噪聲敏感度，具有差分輸出會更有利。圖1顯示一個增益為1/2的差分輸出放大器系統。 
圖1. G = 1/2的差分輸出差動放大器功能框圖 差分放大器A1的增益配置為1/2。 此放大器的輸出送到放大器A2的同相輸入端和放大器A3的反相輸入端。放大器A2和A3也以增益1/2工作，二者的輸出180度反相，構成一路差分輸出。差分輸出電壓VOUT A2 – VOUT A3等于 VIN/4 – (–VIN/4), 或者 VIN/2的總差分輸出電壓，正如希望的那樣。 VOFFSET引腳可用來偏移輸出從而提高ADC的動態范圍。從VOFFSET到輸出端的差分增益為–1。如果不需要偏移調整，應將此節點接地。 VCM引腳設置差分輸出的共模電壓。這在驅動單電源ADC時特別有用，可以將電路的共模輸出設置到中間電源電壓。從 VCM到輸出端的增益為1。如果不需要共模調整，應將此節點接地。 圖2顯示該電路的性能。輸入為25kHz、20V峰峰值正弦波。通道1為同相輸出，通道2為反相輸出，通道3為輸入。Math通道為兩路輸出之差。每路輸出均為輸入信號的1/4，兩路輸出彼此反相，因此其差值為輸入信號的1/2。
圖2. 差分輸出為輸入信號的1/2 圖3顯示該電路增益與頻率響應的關系，證明它很穩定，在1MHz帶寬內的峰化小于1dB。
圖3. 差分輸出差動放大器的頻率響應 圖4表明，該電路對大方波輸入的響應沒有可觀的過沖，建立時間非常快。因為各放大器僅攜帶一半的信號，所以差分輸出壓擺率是單個輸出的兩倍。
圖4. 差分輸出差動放大器的大信號性能 雙通道差動放大器AD82791采用14引腳窄體SOIC封裝。AD82782采用8引腳MSOP封裝。經過激光調整的精密電阻集成在放大器的同一芯片上，因此其失調、增益、共模誤差和溫度漂移非常小，構成一個高精度系統。雖然AD8278 (200 μA)和AD8279（每個放大器200 μA）的功耗很低，但該系統具有1MHz的帶寬和2.4V/μs的壓擺率。AD8278和AD8279可以在2.5V單電源至±18V雙電源的極寬電源電壓范圍內工作。輸入擺幅可以大大超出電源軌，因而該系統可以在有大共模電壓和噪聲的情況下測量大信號（±20 V或以上），堪稱高性能、低壓ADC的理想前端。 作者 Moshe Gerstenhaber現為ADI公司研究員（Fellow）。他于1978年加入ADI，數年間先后擔任過制造、產品工程及設計方面的多種高級職務。Moshe目前是集成放大器產品部門的設計經理。他在放大器設計領域做出了重大貢獻，特別是極高精度專用放大器，如儀表放大器和差動放大器等。 Michael O’Sullivan于2004年加入ADI公司。他目前是集成放大器產品部門的產品和測試工程經理，負責支持儀表放大器和差動放大器等極高精度專用放大器的產品特性測試和發布。加入ADI公司之前，Mike曾作為產品工程師在半導體領域工作超過14年。 |
