高速差分ADC驱动放大器AD8137及其应用

AD8137是ADI公司推出的轨对轨输出低成本全差分高速放大器，它具有低噪声、低失真和宽动态范围，可用于驱动12位ADC，非常适用于要求低成本和低功耗的系统。AD8137采用ADI公司新一代的XFCB双极型制造工艺，内部的共模反馈结构使之可以通过施加于一个引脚上的电压来控制其输出的共模电压。AD8137内部的反馈环可实现平衡输出，同时还可以抑制偶次谐波失真。利用AD8137很容易实现全差分和单端-差分结构，在典型连接下，四只电阻器组成的外部反馈网络可决定放大器的闭环增益，这一点使其具有极大的灵活性。

1 AD8137的主要特点

AD8137具有以下主要特点：

·全差分；

·外部增益可调；

·输出共模电压可调；

·输入偏移电压和电流很低；

·具有110MHz的大信号带宽和450V/μs的转换速率；

·轨对轨输出；

·电源电压低且具有掉电特性；

·5V供电时的静态电流只有2.6mA，待机模式时为450μA；

·全差分和单端-差分两种工作方式；

·电源电压范围为3V～12V。

图1是AD8137的8脚SOIC封装图。

2 器件工作原理

AD8137含内部共模参考电压的共模电路以及偏置关断电路，其原理框图如图2所示。AD8137的输入跨导部分是一个H桥，它的输出电流镜像到高阻结点CP和CN。输出部分是传统的H桥驱动电路，带着普通的发射装置驱动结点+OUT和-OUT。

AD8137采用两个反馈环来分别控制差模和共模反馈。它的差模增益由外部电阻决定，这与传统放大器一样。而输出共模电压则由一个受外部Vocm输入控制的内部反馈环决定。这样的结构使其可以很容易地任意设定输出的共模电压，而不影响放大器的差模增益。

在共模反馈环中，共模反馈放大器ACM用来对输出共模电压进行采样，然后通过负反馈迫使输出的共模电压等于VOCM引脚输入的电压。也就是说，在反馈环的作用下，输出共模电压向Vocm处的输入电压变化。通常情况下，内部偏置发生器设定Vocm的值约为电源电压的一半，因此，在Vocm输入浮置时，输出共模电压约为电源电压的一半。由于内部偏置发生器的源阻抗比较大，因此，如有输出阻抗相对较小的外部电源电压，那么，它将代替Vocm输入到AD8137上。

3 AD8137的应用

图3是AD8137的一个典型连接电路，该电路采用外部RF/RG匹配网络。其差分输入端VAP和VAN作为求和点，加到VOCM端的外部参考电压可决定输出共模电压。同时，两个输出端以平衡方式输出的VOP和VON与其输入信号相对应。

应当说明的是，在一些单端-差分转换的应用中，如果采用单电源电压供电，设计时必须注意放大器输入端上共模电压VACM的动态范围。

此外，当AD8137输入电路呈现的输入阻抗与终端电阻器串联时，必须考虑它的负载效应，即单端输入时的阻抗匹配问题。