运算放大器在数据转换系统中的应用总结
1、有些ADC（比如开关电容）受其内部转换结构影响会在输入端产生瞬态电流，这部分电流必须与信号源隔离。一个合适的缓冲放大器能提供低阻抗驱动并吸收上述瞬态电流。
2、采集系统里的另一个关键器件是抗混叠滤波器，滤除奈奎斯特频率以外的信号。通常为低通，但是有些欠采样系统则使用带通。
3.ADC的参考输入信号与内部的开关电容网络相连，会在该节点上产生瞬态电流（与转换器的模拟输入端情况类似），因此有些参考电压源需要缓冲器将这种瞬态电流与参考输入信号隔离。另一些参考电压源则集成有内部缓冲器，此时就无需外部缓冲器了。
4、理想ADC在比0大1/2LSB处发生变化，此后在比每个LSB大1/2LSB处也发生变化，直至比满量程低3/2LSB处都发生变化。因此，理想ADC的最大误差出现在直流输入为+-1/2LSB时。
5、INL：积分非线性。DNL：微分非线性。
6、任何输入到N位ADC的交流信号都将产生量化噪声，其有效值（在整个奈奎斯特带宽之内测量）近似等于最小有效位（LSB）权重q的1/根号（12）。假如信号幅度至少等于几个LSB，那么ADC的输出总会变化。线性斜坡输入的量化误差近似为锯齿波，其峰峰值度等于q，有效值等于q/根号（12）。
从图中可以看出，满量程正弦波的有效值与量化误差噪声有效值之比为：
SNR=6.02N + 1.76dB
其中，N是理想ADC的位数。注意——该方程仅适用于整个奈奎斯特带宽（直流至fs/2）内噪声。如果信号带宽BW小于fs/2，那么信号带宽内的SNR将因信号带宽内的噪声减小而增加。
因此表达式修正为：
SNR=6.02N+1.76dB+10lg(fs/(2*BW))
上式对应的条件称为过采样(oversampling),其中采样频率是信号带宽频率的两倍；修正项称为处理增益。注意对于给定的信号带宽，采样频率每增大1倍，信噪比SNR增大3dB。
7、信噪比与信纳比及有效位数
信纳比(SINAD)：信号幅度的有效值与频谱内包括谐波在内的其他成分(但不包括直流量)的方和根的均值之比。
有效位(ENOB):ENOB = (SINAD-1.76dB)/6.02
信噪比SNR：信号幅度的有效值与频谱内的其他成分(但不包括五次以内谐波及直流量)的方和根的平均值之比。
8、总谐波失真（THD）：基频有效值与谐波成分（通常只包括前五项主要谐波）的方和根的平均值之比。
无杂散动态范围（SFDR）：通信ADC最重要的指标,定义为信号幅度的有效值与峰值杂散频谱成分（奈奎斯特频段）的有效值之比。SFDR通常绘制成信号幅度的函数，也可能表示成对应的信号幅度（dBc）或ADC满量程（dBFS）：
9、双频交调失真：通过向ADC输入两个频谱杂散f1和f2的正弦波（通常这两个频率点很接近），可以测量处双拼交调失真。
10、驱动ADC输入端
运放通常用作ADC输入的驱动器，它将信号放大、平移至ADC要求的输入范围内。首先，通常需要使用运放实现抗混叠滤波器阻抗匹配；其次，滤波器是有源的，因而本身就包含运放；最后，有些ADC的输入端在转换过程会产生瞬态电流，因此必须利用运放将信号源和ADC输入端隔离。
有些ADC前并不一定要加运放，倘若一定要加，选型是十分困难的，下图列出了一些约束条件，算了，都是英文的，图就不上了，最直接想到的就是运放输出电压和输入的信号电压的关系是明确的，其次是噪声带宽，阻抗之类的。呵呵。
然而，大多数情况下，还是应当将ADC数据手册的应用部分作为测试接口的主要参考。
11、与ADC应用相关的运放主要指标
目前ADC最流行的两种应用是精密高分辨率测量（16位以上）和低失真高速系统。
12、驱动高分辨率Sigma-Delta型ADC
AD77XX系列ADC是专用于高分辨率（16~24位）、低频率传感器测量应用的 ADC。有些AD77XX，如AD7730具有高输入阻抗，它能将Sigma-Delta调制器与前端PGA的瞬态电路隔离开来，因此驱动这类输入信号时无需特别的运放。然而也有很多型号不含内部缓冲器，如图
13、单端ADC的驱动电路
在电路中，串联电阻Rs有两个作用。一方面，它能抑制来自运放驱动的瞬态尖峰电流。跟重要的是，他还能将驱动器与ADC的输入电容（可能损失相位裕度）解耦。其典型值取25~100Ω
该电路的另一个特性是Rs和Cf网络。由于ADC的Vina和Vinb输入端的直流和交流源阻抗匹配，这保证了共模瞬态特性对称，从而能够优化噪声及失真性能。在两个输入端，并联Cf作为电荷储藏器，可作为共模瞬态信号旁路至地。另外当然还是个低通滤波。。。
Vina和Vinb（差分输入端）的源阻抗精确匹配时可以消除共模瞬态电流。固有如下图
14、驱动差分输入型ADC
图中可以清楚地看到ADC内部开关电容型采样保持器的瞬态响应，右边的是左图两路信号差。注意差分电荷瞬态响应是关于中线对称的，并包含明显的线性成分。这表明共模瞬态响应已被消除，并且具有比单端输入更好的是真性能。
如果不需要直流成分，那么采用变压器耦合的差分输入ADC可获得极佳的共模抑制和低失真性能。看典型电路：
源阻抗50,1:4的阻抗比要求副边200，
15、利用差分放大器驱动ADC
更方便准确的是用全差分放大器，如AD8183，全差分放大器的内部共模反馈迫使Vout+和Vout-平衡，及两输出端的信号总是幅值相等且相位相差180°。
16、过压保护设计
通常ADC的输入端都有ESD保护二极管分别与两个电源轨相连，这些二极管却无法承受典型运放驱动器输出的大电流。（单片机里的也一样，别以为IO口有两个二极管就吊吊的，其实很脆弱）关于保护有两条重要准则：1、限制模拟输入电压分别不高于或低于电源正、负电源轨0.3V；2、过压时模拟输入电流不超过5mA
17、驱动ADC/DAC的参考输入
ADC和DAC的参考输入与ADC的模拟输入端类似，在其进行内部转换过程中，该管脚将被注入瞬态电流。需要适当的解耦电路以稳定参考电压。然而增加解耦电路后可能导致某些参考电压源不稳定。
下图是参考电压源与典型逐次逼近型ADC相连时的瞬态响应。ADC参考电压输入端必须通过一个大解耦电容实现稳定，并减小转换器的误差。退耦电容Cb的取值范围不足1~100uF，其电压转换速率必须比参考电压源快。
在该电路中，参考输入端需要放置1uF电容将瞬态电流减小到可接受水平。电容越大，则噪声越小（代价是价格高且占用PCB面积大）。AD780可以采用高达100uF电容。
一个好的参考电压源设计在大电容解耦下仍能保持稳定。BUT，有些则不能做到这一点，输出端一加上CL，瞬态振铃明显增大。
如果要求参考源具有极低的噪声水平。那么下图就是个例子，就是成本比较高
该电路采用外部滤波和精密低噪声运放实现低噪声和极高的直流精度。而对于任何驱动运放的输出负载端可以运用开尔文感测法，他能消除大小为I*R的输出电压噪声。就是不在驱动器的输出端直接连接反馈到反相端，而从负载端将反馈接到放大器/驱动器的反相端的一种连接方法。
18、差分转单端的转换技巧
有很多电流型输出DAC都是差分的，比如大家经常用的速度很快DAC902。BUT，THERE IS ALWAYS A BUT，通常我们只想单端输出，确实是这样，虽然差分输出有许多好处——提高共模电压抑制并减小偶次阶谐波分量。BUT，我们就想用普通的运放简简单单的一路输出。那么方法有很多。首先是用RF变压器：
变压器不但将差分信号转换为单端信号，还将DAC的输出与容性负载LC滤波器隔离开来，因而提高了电路整体的失真性能。BUT，RF变压器用的挺少，至少在我们实验室，而且，如果电路大，不敢保证RF变压器会对整个电路造成干扰。
那么下图又是一种方法，更可行的。
电容 Cfilter构成差分滤波器，其等效输出阻抗为50Ω（两个25欧姆），该滤波器能减小运放的失真摆动，其最佳截止频率根据全局失真性能设计，并通过实验优化确定。由于输出信号在参考地上下摆动，因此，需要双电源供电。
》》》》》》》》》更进一步，我们来看上图的优化图。哈哈,也是大家想要的。。。
哇，单电源供电呦。。。运放的共模电压等于电源中点电压（2.5V）。2.5V可以通过分得到，也可以通过2.5V参考电压源得到。
19、单端电流-电压转换器
很简单吧，通过Rf将电流转换成了电压，并且正向输入接地，反向输入虚地，共模电压等于0，可以减小因DAC输出阻抗的非线性引起的失真。相比于接个负载电阻，再正向输入，这个就是优点。
20、双端电流-电压转换
