自七十年代中期以來，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的結(jié)構(gòu)與集成工藝有了較大進(jìn)展，性能得到 較大改善，其中包括：高轉(zhuǎn)換速率、高分辨率、低失真以及開關(guān)電容輸入結(jié)構(gòu)、單電源工作 等。從而使設(shè)計人員在為特定的ADC 選擇驅(qū)動放大器（或緩沖器）時，必須考慮阻抗匹配、 電荷注入、噪聲抑制、輸出精度和輸出驅(qū)動能力等諸多因素。

    噪聲、失真對性能的影響

    理想情況下，運(yùn)放信號源應(yīng)該對ADC 誤差不產(chǎn)生額外的貢獻(xiàn)。為避免額外的噪聲引入系 統(tǒng)，信號源信/噪比（SNR）應(yīng)優(yōu)于ADC 的理論上限。而新一代運(yùn)算放大器的噪聲特性均遠(yuǎn)優(yōu) 于12 位，并且優(yōu)于16 位噪聲特性的器件也不難找到，因此，這一要求很容易滿足。另外， 失真同樣會降低動態(tài)特性，這種影響可以通過選擇適當(dāng)?shù)姆糯笃骷右匝a(bǔ)償，具體選擇時，需 保證放大器的失真遠(yuǎn)低于轉(zhuǎn)換器的總諧波失真（THD）。例如MAX195為16位逐次逼近型ADC， 其THD 為-97dB（0.0014%），而MAX4256 的信噪比加失真（SINAD）可達(dá)-115dB。這樣高的性 能允許采用同相輸入、并且工作于單電源的運(yùn)算放大器MAX4256作為16位ADC的驅(qū)動放大。

    帶寬和建立時間

    對于驅(qū)動放大器的速度要求，應(yīng)使其建立時間與ADC 的采樣時間相匹配。也就是說，只 有當(dāng)ADC 采樣輸入信號的時間間隔大于最差情況下放大器的建立時間時，才能保證轉(zhuǎn)換結(jié)果 的精度。大量的運(yùn)算放大器能夠令人滿意地與12位ADC協(xié)同工作，但適合14位或16位ADC、 速度高于500kHz 的選擇就十分有限了。這種選擇需要在噪聲、失真和建立時間等參數(shù)之間 進(jìn)行折衷考慮。特別是對建立時間的選擇具有一定的困難，因為很少有運(yùn)算放大器制造商在 16位性能下測試該項指標(biāo)（0.001%）。

    為滿足視頻及其它高速應(yīng)用，Maxim 研制開發(fā)了范圍廣闊的各種視頻運(yùn)算放大器，這些 放大器同時也適合作為高速ADC的驅(qū)動器。它們當(dāng)中，新型低噪聲、低失真、880MHz視頻運(yùn) 放系列產(chǎn)品可用于構(gòu)造性能杰出的驅(qū)動放大器。

緩沖器性能與ADC輸入結(jié)構(gòu)

    在選擇驅(qū)動放大器時還需考慮的一個關(guān)鍵因素是ADC 的輸入結(jié)構(gòu)。例如，閃電式ADC 最 難以驅(qū)動，因為它們具有很大的非線性輸入電容。具有新型開關(guān)電容結(jié)構(gòu)的ADC 也需要特別 的關(guān)注，這種ADC 在每次轉(zhuǎn)換結(jié)束時都由一個小的浪涌輸入電流，為避免造成誤差，驅(qū)動放 大器應(yīng)能夠在下一次轉(zhuǎn)換啟動前從這種瞬態(tài)恢復(fù)并重新建立。可采用以下兩種解決方案：

    1、 要求驅(qū)動ADC 的運(yùn)算放大器對于負(fù)載瞬變的響應(yīng)快于ADC 的采樣時間（許多新型ADC 內(nèi) 置有這樣的寬帶采樣/保持）。幸運(yùn)的是，大多數(shù)運(yùn)算放大器對于負(fù)載瞬變的響應(yīng)遠(yuǎn)比對 輸入階躍的響應(yīng)快得多，所以該要求對于外部緩沖器來講并不難滿足。

    2、 在輸入端采用一個RC 濾波器，電容值要遠(yuǎn)大于ADC 的輸入電容。這個大電容為采樣電容 提供電荷，從而消除了瞬變。為吸收瞬變，Maxim 通常推薦在ADC 輸入和地之間 連接一個1000pF或更大的電容。RC濾波器同時也減小了放大器在驅(qū)動容性負(fù)載時產(chǎn)生穩(wěn) 定性問題的可能。與電容相串聯(lián)的小電阻有助于阻止自激和振蕩。

    另外一個關(guān)鍵問題是要求放大器在整個感興趣的輸入信號頻率范圍內(nèi)保持低輸出阻抗。 高輸出阻抗的運(yùn)算放大器不能迅速響應(yīng)ADC 輸入電容的改變，也不能處理ADC 產(chǎn)生的瞬態(tài)電 流。而要獲得低輸出阻抗就應(yīng)具有高環(huán)路增益，根據(jù)等式ROUT=RO/（1+AVOβ）， 其中RO是開環(huán) 輸出阻抗，AVOβ是環(huán)路增益。當(dāng)接近運(yùn)放的單位增益穿越頻率時AVOβ會下降，導(dǎo)致輸出阻 抗增大。由此可見，對低阻抗的要求變成了對于帶寬的要求。因為在更高頻率下，寬帶運(yùn)放 具有更高的環(huán)路增益，因此也就具有更低的輸出阻抗，在一個50Msps ADC前端采用一個500MHz 運(yùn)放是很明智的做法。寬帶運(yùn)放比低帶寬運(yùn)放在吸收ADC 產(chǎn)生的浪涌電流方面更加有效。例如超聲系統(tǒng)中，新型10位ADC的典型采樣頻率為50MHz，在此頻率下MAX4100 的輸出電阻低 于2Ω，此外，MAX4100可提供500MHz的單位增益帶寬，250V/μS的壓擺率，以及35ns（至 0.01%）或18ns（至0.1%）的建立時間，這些特性使其在醫(yī)療超聲系統(tǒng)中被非常普遍地用于 ADC的驅(qū)動。