AD8138AR手册解读：高性能差分 ADC 驱动芯片的全面解析

AD8138AR手册解读：高性能差分 ADC 驱动芯片的全面解析

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_55685390/article/details/145988542

在现代电子设备中，信号处理的精度与效率至关重要。AD8138AR 作为一款出色的低失真差分 ADC 驱动器，在众多领域发挥着关键作用。下面从多个方面对其进行详细解读。

一、产品概览

AD8138AR 是 AD8138 系列中的一款，采用 8 引脚 SOIC 封装，工作温度范围为 - 40°C 至 + 85°C，适用于工业环境。它基于 ADI 公司专有的 XFCB 双极工艺制造，是差分信号处理领域的重要进展，可实现单端到差分或差分至差分的信号放大与驱动。

二、特性优势

（一）卓越的信号处理能力

1. 低谐波失真：在 5MHz 频率下驱动 800Ω 负载时，二次谐波失真低至 - 94dBc，三次谐波失真小于 - 114dBc；20MHz 时，二次谐波失真为 - 87dBc，三次谐波失真为 - 85dBc 。如此低的谐波失真，使其在处理高精度信号时，能最大程度减少信号失真，保障信号质量，适用于对信号纯净度要求极高的通信系统等领域。

2. 宽频带：-3dB 小信号带宽达 320MHz（G=+1），0.1dB 平坦度带宽在不同条件下也有良好表现，如 Vₒᵤₜ=0.5Vp-p、Cբ=0pF 时为 300MHz 左右。宽频带特性使其能处理多种频率信号，在 IF 和基带信号链中作为增益块使用时，可有效放大不同频段信号，拓宽了设备的信号处理范围。

3. 快速响应：压摆率高达 1150V/μs，快速建立时间为 16ns（至 0.01%），过载恢复时间仅 4ns 。快速的响应速度保证了在信号快速变化时，AD8138AR 能及时准确地跟踪信号变化，避免信号丢失或失真，提升系统的动态性能。

（二）灵活的应用配置

1. 单端到差分转换简易：可轻松实现单端信号到差分信号的转换，简化电路设计。例如在将单端输入的传感器信号转换为差分信号，以适配差分输入的 ADC 时，无需复杂电路，直接使用 AD8138AR 即可完成转换，减少元件数量，降低成本与电路复杂度。

2. 输出共模电压可调：通过 VOCM 引脚，可方便地调整输出共模电压，实现信号电平转换，满足不同设备对输入信号电平的要求。在驱动单电源 ADC 时，能将输入信号电平调整到合适范围，确保 ADC 正常工作。

3. 增益可外部调节：外部电阻可灵活设置增益，满足不同应用场景对信号放大倍数的需求。在需要对微弱信号进行不同程度放大的场合，可通过调整外部电阻，快速实现所需增益设置。

（三）低噪声与稳定性能

1. 低噪声特性：输入电压噪声仅 5nV/√Hz，输入电流噪声为 2pA/√Hz，有效降低了信号中的噪声干扰，提高信号的信噪比，使处理后的信号更纯净、准确，适用于对噪声敏感的高精度测量与信号采集系统。

2. 稳定的工作特性：失调电压典型值为 1mV，在不同温度下变化较小；电源抑制比高，能有效抑制电源波动对输出信号的影响；宽电源范围（+3V 至 + 5V），且功耗低（+5V 电源下为 90mW），确保在不同电源条件下都能稳定工作，适应多种供电环境。

AD8138AR

三、工作原理

（一）架构特点

AD8138AR 采用独特架构，使用两个反馈回路分别控制差分和共模输出电压。差分反馈由外部电阻设定，仅控制差分输出电压；共模反馈则控制共模输出电压，使输出共模电压等于 VOCM 引脚所加电压，且不影响差分输出电压。这种架构使输出在宽频率范围内高度平衡，无需精密匹配外部组件，保证了信号处理的准确性与稳定性。

（二）信号处理机制

基于高开环增益和负反馈原理，AD8138AR 能使差分和共模输出电压尽量减小误差电压。在分析应用电路时，通常可假设差分输入间电压和实际输出共模电压与 VOCM 引脚电压之差为零，以此为基础对电路进行分析计算，如确定闭环增益、估算输出噪声电压等。

四、应用领域

（一）ADC 驱动

在 ADC 前端驱动中，AD8138AR 发挥着关键作用。以驱动 12 位、40MSPS 的 AD9224 为例，它能完成单端到差分转换、共模电平转换和信号缓冲，消除使用变压器的需求，降低成本与体积。通过合理配置电路参数，如设置增益为 1、调整输入输出电阻和 VOCM 引脚电压等，可使 AD9224 获得最佳性能，在 5MHz 输入信号、20MHz 采样率下，系统无杂散动态范围可达 - 85dBc。

（二）平衡变压器驱动

用于驱动变压器时，AD8138AR 可解决传统单端驱动变压器带来的不平衡问题。由于变压器寄生参数影响，单端驱动会导致输出不平衡，而 AD8138AR 能提供幅度相等、相位相反的驱动信号，使变压器输出更平衡。在 100MHz 时，相比单端驱动，使用 AD8138AR 驱动变压器可使平衡度提升 35dB 。

（三）其他应用

还可作为单端到差分转换器、IF 和基带增益块、差分缓冲器和线路驱动器等。在通信系统、数据采集系统、仪器仪表等领域广泛应用，满足不同信号处理需求，提升系统整体性能。

五、使用注意事项

（一）电路设计要点

1. 布局布线：作为高速器件，对 PCB 环境敏感。需有良好的接地平面，输入引脚应远离接地平面，减少寄生电容，保持增益平坦度。电源引脚要就近旁路，使用高频陶瓷电容（0.01μF 至 0.1μF）和低频钽电容（10μF），信号走线应短而直，差分信号尽量靠近或双绞线布线，减少辐射与干扰。

2. 负载驱动：驱动容性负载时，引脚和键合线电感可能与负载电容产生高频振铃。可在反馈电阻两端并联小电容或在输出端串联小电阻解决，但要注意参数选择，避免影响放大器稳定性。

（二）ESD 防护

AD8138AR 是静电放电（ESD）敏感器件，人体和测试设备易积累高达 4000V 静电，虽有 ESD 保护电路，但仍需采取适当防护措施，如佩戴防静电手环、使用防静电工作台等，防止器件因 ESD 受损，确保性能稳定。

AD8138AR 凭借其出色的性能、灵活的应用特性，在众多电子领域有着广阔的应用前景。在使用过程中，合理设计电路、注意防护措施，能充分发挥其优势，为各类信号处理系统提供可靠保障。

本文参考来源：icpdf资料网AD8138AR，需要的可以下载。