采用單端運算放大器的差分 ADC 驅(qū)動器　　如圖 1 所示，差分 ADC 驅(qū)動器可以通過采用兩個單端運算放大器來實現(xiàn)。

　　圖 1. 使用兩個相同的單端運算放大器實現(xiàn)差分 ADC 驅(qū)動器
　　將差分信號施加到這些相同的路徑后，各個運算放大器將產(chǎn)生相同的 2 次諧波分量。這些失真分量在 ADC 輸入端表現(xiàn)為共模信號，就像任何其他共模噪聲和干擾信號一樣，差分 ADC 將抑制這些失真分量。
　　在上一篇文章中，我們討論了需要對稱的 PCB 布局來保持兩個單端路徑相同并衰減二次諧波。在本文中，我們將討論如何布置運算放大器的去耦電容以實現(xiàn)盡可能高的線性度性能。
　　我們知道，去耦電容器充當(dāng)電荷源，并提供運算放大器應(yīng)向負載輸送的高頻電流。為了提供高頻差分電流，我們可以同時使用軌對地和軌到軌去耦電容器。
　　軌到軌與軌到地去耦結(jié)構(gòu)　　如圖 1 所示的結(jié)構(gòu)，輸送到負載的電流是差分的，即當(dāng)上部運算放大器向負載提供電流時，下部分支吸收電流，反之亦然。讓我們考慮一下上部運算放大器提供負載電流，而下部路徑吸收負載電流的情況。軌對地和軌到軌去耦選項以及電流路徑如圖 2 所示。請注意，在此圖中，為簡單起見，沒有顯示放大級的 resistor。此外，我們假設(shè)采用具有專用接地層的多層板。

　　圖 2.軌對地 （a） 和軌對軌 （b） 去耦結(jié)構(gòu)
　　采用軌對地去耦結(jié)構(gòu) [圖 2（a）]，高頻電流將從正軌的旁路電容器 （C旁路 1） 連接到負載，然后連接到負軌 （C 的旁路電容器）旁路 2），如藍色箭頭所示。電路原理圖暗示節(jié)點 A 和 B 都位于地面上，藍色箭頭所示的路徑是一條閉合的電流路徑。然而，在現(xiàn)實中，節(jié)點 A 和 B 是接地層上的兩個不同節(jié)點，電流應(yīng)該從節(jié)點 B 流向節(jié)點 A，以具有閉合的電流路徑。因此，負載電流將通過接地層提供的最小阻抗路徑流回 C 的接地側(cè)旁路 1.
　　這種結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)在于，任何在接地層中流動的電流，只要足夠接近負載電流返回路徑，就可以與負載電流耦合并改變負載電流。此外，如果負載電流返回路徑從節(jié)點 B 到 A 出現(xiàn)任何不對稱性，則 ADC 驅(qū)動器的單端路徑之間的對稱性將受到影響，并且 ADC 輸入端將出現(xiàn)更大的二次諧波?！　榱艘?guī)避這些問題，可以采用圖 2（b） 中的去耦結(jié)構(gòu)，在兩個電源軌之間放置一個旁路電容器。這樣，差分負載電流將遵循藍色箭頭所示的路徑，而不必流過接地層。根據(jù) TI 文件，軌到軌旁路電容器可以將二次諧波失真降低 6 至 10dB。請注意，為了在相反方向上提供差分負載電流，我們需要包括另一個軌到軌旁路電容器 （C旁通 4），如下圖 3 所示。

　　C 提供的負載電流路徑旁通 4由藍色箭頭顯示。
　　共模電流怎么樣？　　如圖 1 所示，運算放大器提供的電流主要是差分電流，可由軌到軌去耦電容器提供。但是，我們?nèi)匀豢梢允褂眯〉墓材ｋ娏髟＠纾僭O(shè)一個噪聲分量耦合到兩個運算放大器的同相輸入端，并略微提高這些節(jié)點的電壓。這將產(chǎn)生一個共模電流從兩個運算放大器流出。如圖 4 所示，這樣的共模電流將對 PCB 走線的雜散電容充電。

　　請注意，軌到軌旁路電容器不能提供這些共模電流。在圖 4 中，運算放大器必須直接通過電源和接地導(dǎo)體提供高頻共模電流分量，這是不希望的。因此，我們需要添加軌對地旁路電容，如圖 5 所示。

　　如您所見，從兩個運算放大器流出的共模電流將由正電源軌和接地 （C旁路 5和 C旁通 7).該共模電流將對走線的寄生電容充電。因此，返回電流將從寄生電容的接地側(cè)流回 C 的接地側(cè)旁路 5和 C旁通 7在地平面中。同樣，兩個運算放大器吸收的共模電流將由放置在負軌和接地之間的旁路電容器 （C旁路 6和 C旁路8).
　　軌對地電容器可提供共模和差分電流　　雖然我們添加了 C旁路 5、 C旁路 6、 C旁通 7和 C旁路8為了提供共模電流，這些電容器還將提供負載高頻差分電流的一部分。如圖 2（a） 所示，使用軌對地電容器可能會不必要地使差分負載電流流過接地層，這是不希望的。為避免這種情況，我們可以放置軌對地旁路電容器，這些電容器可以對稱地提供差分電流，并在中點將它們之間的走線接地。圖 6 中以圖形方式最好地說明了這一點。

　　上圖顯示了上部運算放大器提供負載電流，而下部路徑吸收負載電流的情況。在本例中，C旁路 5和 C旁路8可提供一部分負載差動電流。為了防止差分電流流過接地層，我們將 C 的接地側(cè)連接起來旁路 5和 C旁路8一起通過電路板信號層上的 PCB 走線，并將該走線接地在中點（圖中的節(jié)點 A）。對于差分信號，節(jié)點 A 理論上應(yīng)該是虛擬接地，差分電流不應(yīng)流入接地層 （I地=0 表示差分負載電流）。同樣，我們將 C旁路 6和 C旁通 7彼此對稱，并在中點將兩個電容器之間的走線接地。您可以在此 TI 應(yīng)用報告中找到應(yīng)用上述技術(shù)的示例布局。