高速轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，尤其是電信領(lǐng)域的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，允許模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）輸入信號(hào)為AC耦合信號(hào)（通過(guò)利用變壓器、電容器或兩者的組合）。但對(duì)于測(cè)試和測(cè)量行業(yè)而言，前端設(shè)計(jì)并非如此簡(jiǎn)單，這是因?yàn)槌峁〢C耦合能力之外，該應(yīng)用領(lǐng)域通常要求輸入信號(hào)與DC耦合。設(shè)計(jì)可提供良好脈沖響應(yīng)和低失真性能（≥500MHz的DC頻率）的有源前端充滿挑戰(zhàn)。本文就適用于高速數(shù)據(jù)采集的高性能ADC使用的模擬前端提供幾種設(shè)計(jì)思想和建議。
圖1 LMH6703頻響
使用差分放大器是將高頻模擬信號(hào)與ADC的輸入相連的首選方法。因此，需要選擇的第一個(gè)器件就是差分輸出運(yùn)算放大器。選擇這類器件時(shí)，主要有兩個(gè)考慮因素：增益帶寬積和從外部電壓設(shè)置運(yùn)算放大器的共模輸出電壓的能力。這是因?yàn)轵?qū)動(dòng)ADC輸入的信號(hào)放大器將共模輸出電壓（VCMO）設(shè)置在最適合的ADC范圍內(nèi)是很重要的。如果不能滿足這些條件，ADC的性能會(huì)隨著放大器的VCMO和ADC的最佳輸入共模電壓間不一致程度的增加而大幅降低。
寬帶差分運(yùn)算放大器的主要劣勢(shì)在于其增益通常都很有限，且其增益級(jí)別也許在內(nèi)部已經(jīng)預(yù)設(shè)。根據(jù)應(yīng)用的不同，可能需要為設(shè)計(jì)添加前置放大器，從而滿足必須的增益要求。
至于前置放大器應(yīng)該采用寬帶運(yùn)算放大器，以滿足ADC的預(yù)期輸入頻率。對(duì)于采樣速率高達(dá)1GSPS的系統(tǒng)而言，這等于要求過(guò)采樣系統(tǒng)具有高達(dá)500MHz的輸入帶寬。
圖2 二級(jí)放大器電路圖
對(duì)于與大增益（如AV=10）一起工作并能保持這樣大的帶寬的運(yùn)算放大器而言，其等同于5GHz增益帶寬積（GBW）。由于該架構(gòu)固有的頻響和增益之間的直接折中，大多數(shù)的電壓反饋放大器都不能滿足該要求。然而，電流反饋放大器在這些參數(shù)中保持較好的關(guān)系，因?yàn)槠湫阅芡ǔＳ蛇\(yùn)算放大器電路內(nèi)的反饋電阻值決定。運(yùn)算放大器LMH6703非常適于在增益設(shè)置為1～10的高帶寬下工作。該器件可與所選的差分放大器一起使用，從而在高帶寬系統(tǒng)（如示波器和數(shù)據(jù)采集卡）中提供額外的增益要求。該放大器的頻響見(jiàn)圖１。
圖3 帶有擴(kuò)展AC信號(hào)性能的系統(tǒng)頻響
如果增益設(shè)置為10且?guī)挒?00MHz，則由圖１得到300歐姆的推薦反饋電阻（RF1）。
因此RG1（增益電阻）可選為33歐姆。圖2是LMH6703和一個(gè)差分放大器一起使用的電路實(shí)例。
除了需要具有合適的DC信號(hào)通道的固定增益級(jí)別的系統(tǒng)，該應(yīng)用還需要一個(gè)AC耦合模式。這是因?yàn)镈C信號(hào)通道通常受到輸入放大器所產(chǎn)生的增益帶寬的限制。對(duì)于數(shù)據(jù)采集器件或需要很寬的輸入帶寬和低失真的通信通道而言，我們需要采用AC信號(hào)通道。這可將輸入頻率上限擴(kuò)展到DC信號(hào)通道容量以外。
