引言
我們都知道影響數據采集系統的主要因素包括：速度、精度、功耗、封裝尺寸及器件成本，對于不同的應用，最關鍵的因素也不同。本文描述了在八通道數據采集系統中，如何使用單個運算放大器來驅動ADC，以降低整個系統的成本和尺寸。
1 AD7329功能
AD7329八通道、12位帶符號位、1 MSPS ADC具有真雙極性輸入，以及四個可獨立編程的軟件選擇輸入范圍：±4×VREF、±2×VREF、±VREF與0至4×VREF。這款器件設計靈活，配置后可滿足各種應用需求。如圖1所示，AD7329包含八通道多路復用器，其后是跟蹤保持與逐次逼近型ADC、通道序列器、2.5V基準電壓源，以及SPI兼容接口。
圖1. AD7329功能框圖
2 模擬輸入通道
模擬輸入通道通過多路復用器連接到MUXOUT+與MUXOUT–引腳。ADCIN+與ADCIN–引腳連接至跟蹤保持輸入開關（R1）與采樣電容（C2），如圖2所示。需要注意的是，輸入源必須提供驅動ADC輸入所需的電流，在ADC的300 ns采集時間內建立到所需精度。當跟蹤保持開關從保持切換到跟蹤時，ADC的瞬態回彈可能會影響輸入源。工作在最大采樣速率下的應用可能需要一個輸入緩沖放大器來驅動ADC，將輸入源和跟蹤保持開關進行隔離。
圖2. AD7329模擬輸入結構——單端模式
3 輸入結構的隔離
AD7329的靈活設計使運算放大器可以放置在MUXOUT+與ADCIN+引腳之間。在圖3中，AD797超低噪聲、超低失真運算放大器將輸入源和AD7329的輸入結構進行隔離，增加了輸入阻抗，并減少了驅動ADC所需的電流。這一配置還允許使用單個運算放大器來驅動最大采樣頻率下的八個模擬輸入通道，從而減少器件數量、節省電路板面積，并降低系統成本。
圖3. MUXOUT和ADCIN之間的緩沖器增加了輸入阻抗
4 運算放大器的配置
如圖4所示，運算放大器配置為用于放大，使AD7329可支持毫伏范圍內的信號，同時維持高性能。小信號通過AD797進行放大，并施加到ADCIN+引腳。為了實現最佳性能，增益的選擇應使滿量程輸入信號能夠使用ADC的完整動態范圍。
圖4.MUXOUT與ADCIN之間的增益級易于實現毫伏輸入
表1所示的是，在10 kHz輸入及1 MSPS采樣速率下，±10 V范圍內獲得的性能與增益之間的關系。需要注意的是，當增益等于1000時，轉換器仍然能獲得大于11的有效位數（ENOB），從而實現等效于21位ADC的動態范圍。另外，圖3中的配置所提供的所有優勢同樣適合這一應用。
表1. 交流性能與增益的關系
5 結語
有些應用需要改變增益，以適應具有不同信號幅度的輸入通道。在這些情況下，可使用AD8250、AD8251或AD8253等可編程增益儀表放大器（PGIA）來替代運算放大器。