使用負輸入電壓的單電源全差動放大器驅動ADC

　　引言

　　單 +5V 電源的全差動放大器(FDA)，可以輕松用于將在接地電壓附近上下擺動的單端信號轉換為經過電平轉換的差動信號，目的是滿足差動輸入ADC的輸入共模要求。要完成這項工作，并沒有什么真正的技巧，但一般而言最好是使用一種輸入共模電壓范圍(VICR)包括了接地電壓的器件，例如：THS4521。我們通過對一個建議電路進行分析，來表明一個單+5V電源的FDA如何能夠用于實現這種設計。

　　我們將一些FDA同兩個以差動結構配置且通過一個共模輸出環路連接的標準反相單端輸出運算放大器(op amps)進行了對比。盡管理論上是有效的，但存在一些重要的差異。就我們的討論而言，需要記住的一個重要差異是當使用一個反相配置的標準單端輸出運算放大器時，輸入共模受到控制;但當使用一個FDA時，輸出共模受到控制。

　　當使用一個反相配置的標準單端輸出運算放大器時，正輸入并非通過電源驅動，且一般連接接地電壓或者其它基準電壓。運算放大器輸入引腳的輸入共模電壓，保持在負反饋施加給正輸入的電壓水平，其中運算放大器將其輸入引腳的誤差電壓驅動至0V。這種情況通常被稱為虛擬短路，其為運算放大器理論中一種重要的概念。

　　當使用一個FDA將單端輸入轉換為差動輸出時，非電源驅動的交流輸入通過反饋網絡由輸出來驅動。虛擬短路概念仍然有效，但輸入不再連接至基準電壓，并隨信號來回移動。輸出共模電壓受到輸入到V_OCM引腳的控制。

　　推薦電路

　　單端雙極輸入信號的推薦電路如圖1所示。V_S+是放大器的電源;負電源輸入接地。V_IN為輸入信號源，其表現為一個在接地電位(±0V)附近擺動的接地參考信號，從而形成一個雙極信號。R_G和R_F為放大器的主增益設置電阻。V_OUT+和V_OUT-為ADC的差動輸出信號。它們的相位差為180°，并且電平轉換為V_OCM。