許多模擬系統(tǒng)必須以出色的保真度或低失真適應(yīng)非常大范圍的信號幅度。同時，一些信號鏈組件被過大的信號損壞。一個示例是模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 輸入。對于像ADC16DV160這樣的高性能 ADC ，其中一個 Vin 引腳上的絕對最大輸入電壓為 2.35-V。

ADC16DV160是一款單片雙通道高性能CMOS模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能夠以每秒160兆采樣率(MSPS)將模擬輸入信號轉(zhuǎn)換為16位數(shù)字字。該轉(zhuǎn)換器采用帶數(shù)字糾錯的差分、流水線結(jié)構(gòu)和片上采樣保持電路，以最小化功耗和外部元件數(shù)量，同時提供優(yōu)異的動態(tài)性能。自動通電校準(zhǔn)可實現(xiàn)卓越的動態(tài)性能，減少部件間的變化，并且ADC16DV160可隨時通過3線串行外圍接口(SPI)重新校準(zhǔn)。集成低噪聲、穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)和差分基準(zhǔn)緩沖放大器簡化了板級設(shè)計。具有低附加抖動的片上占空比穩(wěn)定器允許寬范圍的輸入時鐘占空比，而不會影響動態(tài)性能。獨特的采樣保持級可產(chǎn)生1.4 GHz的全功率帶寬。ADC16DV160和接收器塊之間的接口可以通過固定模式生成和輸出時鐘位置功能輕松驗證和優(yōu)化。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通過雙數(shù)據(jù)速率LVDS輸出提供–使68針10毫米x 10毫米VQFN封裝成為可能。ADC16DV160在+1.8V和+3.0V雙電源上工作，具有斷電功能，可將功耗降至極低水平，同時允許快速恢復(fù)到完全工作狀態(tài)。

由于 ADC 非常昂貴，而且修復(fù)損壞的設(shè)備成本更高，因此確保不超過此電壓水平非常重要。這意味著必須將前級設(shè)計為永遠(yuǎn)不會超過該電壓。

在這里，我們將討論如何保護(hù) ADC。

對于本例，我們將繼續(xù)使用 ADC16DV160。ADC 輸入共模電壓為 1.15V ± 0.05V。最大(線性)輸入信號為 2.4-Vpp 差分。2.4-Vpp 差分信號在每個輸入上為 1.2-Vpp。在正常工作條件下，每個引腳的擺幅不低于 1.15-V – 0.05-V-0.6-V = 0.5-V。同樣，擺幅上限為 1.15-V +0.05-V +0.6-V = 1.8-V。2.35V 的絕對最大電壓與正常工作范圍僅相差 0.55V。

進(jìn)一步來看，ADC16DV160 的 SFDR 或無雜散動態(tài)范圍為 98dB，輸入音調(diào)為 -1DBFS。為了保持這種線性度，ADC 驅(qū)動器需要有一個 18dBm 或更高的 P1dB 點。在 200 Ohm 輸入負(fù)載條件和 6dB 匹配損耗下，ADC 驅(qū)動器能夠在 ADC 輸入端提供大約 5Vpp。這意味著 ADC 驅(qū)動器能夠產(chǎn)生 2.45V 的正擺幅，該擺幅超過 ADC 絕對最大電壓，并有損壞 ADC 的風(fēng)險。

解決這一難題的一種方法是使用帶有輸出鉗位的放大器，例如LMH6553，因為它的輸出鉗位精度為 40m-V，恢復(fù)時間為 600ps。LMH6553 輸出鉗位設(shè)置為 2.1V，并且仍然可以輕松通過滿量程 ADC 信號。憑借 40mV 的精度，它還可以很好地鉗位在 2.35V 的絕對最大電壓之前。

下面可幫助說明 ADC 的輸入信號。顯示了一個正常的輸入信號，其中 ADC 工作在線性區(qū)域。一個關(guān)鍵點是差分信號由兩個相反相位的單端信號組成。顯示了提供給 ADC 引腳的實際電壓的單端信號之一。該圖還包括差分輸入和輸出信號，并且在數(shù)學(xué)上以圖為中心，即使每個信號都有一個正共模電壓。

過驅(qū)動輸入：展示如何通過鉗位動作保護(hù) ADC

需要高速、低失真和電壓鉗位的模擬系統(tǒng)可以受益于像 LMH6553 這樣的鉗位放大器。通過使用鉗位放大器，可以保護(hù)敏感且昂貴的高性能 ADC。

LMH6553是一個900 MHz差分放大器，集成可調(diào)輸出限制鉗。夾鉗提高了系統(tǒng)性能，并為以下階段提供瞬態(tài)過電壓保護(hù)。LMH6553的內(nèi)部夾緊特性減少或消除了對外部離散過載保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的需要。當(dāng)用于驅(qū)動ADC時，放大器的輸出鉗夾允許保護(hù)低壓ADC輸入，不被系統(tǒng)輸入端出現(xiàn)的大輸入信號過度驅(qū)動和損壞。600 ps的快速超速恢復(fù)確保了放大器輸出從夾緊事件中快速恢復(fù)，并快速恢復(fù)以跟隨輸入信號。LMH6553提供了特殊的帶寬、失真和噪聲性能，理想的驅(qū)動adc高達(dá)14位。LMH6553還可用于汽車、通信、醫(yī)療、測試和測量、視頻和激光雷達(dá)的應(yīng)用。

通過外部增益設(shè)置電阻和集成的共模反饋，LMH6553可以配置為差分輸出的差分輸入或差分輸出增益塊的單端輸入。LMH6553可以在輸入處進(jìn)行交流或直流耦合，這使其適用于廣泛的應(yīng)用，包括通信系統(tǒng)和高速示波器前端。LMH6553有8針SO PowerPAD和8針WSON軟件包，是我們的LMH高速放大器家族的一部分。