使用适当的高速差分放大器将可提高信号链路包括高速ADC的适应性。差分放大器可以为微分转换、阻抗变换和增益或者衰减提供例如单端的信号调理。

当用小于而不是大于全量程的信号驱动ADC时，ADC通常提供固定的增益获得最佳特性。幅度为最小有效位（LSB）若干倍的数字小信号会带来失真。同样地以超出全量程的信号驱动ADC也会造成失真。使用运放可以把信号变为适合于ADC的最佳幅度范围。CLC5526是一个专门设计的在驱动高速ADC时能提供增益和衰减的可变增益差分放大器。用微控制器控制时可以获得42dB的动态范围。LMH6550提供低失真、直流耦合、直流偏置选择和固定增益等特性。与高速CMOS ADC比如ADC12DL065配合使用时，以上两个放大器均可提供低阻抗、高兼容性驱动能力。

选择哪个放大器来驱动ADC对第一次确定系统需求非常重要。需要考虑的关键参数有带宽、失真、平衡误差和建立时间。对宽带信号来说，失真通常是决定性的因素。另一方面，对窄带信号来说带宽决定着最终的选择，因为失真可以由DSP消除。窄带信号由产生在带外的交互调制和谐波失真来表征，而对宽带信号许多交互调制信号和谐波失真将落在带内。基于信号和ADC特性的更加详细的选择标准将在后面介绍。

让我们来先简单的回顾一下有关ADC的基础知识。作为混合器件，ADC包含模拟和数字电路。ADC的数字部分电路通常按给定系统的固定时钟采样率工作，采样率决定了许多以下介绍的关键操作特性。ADC根据耐奎斯特采样定律来产生代表信号的数字量。耐奎斯特(Nyquist)采样定律表明必须以信号的最高频率的两倍的采样率来对信号进行采样。这说明耐奎斯特频带是采样率除以2（FS/2）。实际上这个导致了混叠信号的出现。混叠信号是出现在ADC上的跟实际频率不同的信号。混叠信号是必需或者不必须的信号，但在系统设计时必须把它考虑进去。根据应用目的不同，混叠信号可以是噪声也可以是必须的信号。使用模拟滤波器加上适当选择采样频率和信号频率就可以消除由于混叠而造成的失真。
 
1、耐奎斯特运算

ADC最经典并且可能是最为人熟知的应用是耐奎斯特应用。该应用中信号完全包含在DC和ADC采样率之间。耐奎斯特定律表明，必须用最少为被采样信号最高频率分量的两倍的采样率来把信号数字化（注意这不适用于调制信号的载波，仅适用于信号表示信息的部分）。例如，把电话交谈的包含300到3000Hz的语音数字化，应该用采样率最小为6KHz的ADC。

在美国，电话交谈内容用8bit分辨率8KHz采样率数字化。虽然耐奎斯特运算是对ADC的最低要求，但它使抗混叠滤波器成为系统性能的杀手。同样地，耐奎斯特运算对驱动放大器也提出了很高地要求，放大器应该具备0.1dB的带宽，也就是最少为采样频率一半的带宽。放大器和ADC必须具有高达采样频率一半的相当的失真和噪声特性。如果放大器用作有源滤波器，那么放大器-3dB带宽必须近似于两倍采样频率或者更大。一般情况下，耐奎斯特运算中，放大器和ADC在FS/2或者更低的频率下所有参数必须具备可比的规格。像LMH6550这样的固定增益放大器对需要缓冲和少量固定增益并且要对异常信号滤波的直流耦合信号或者低于50MHz的宽带信号是非常理想的。LMH6550也可以为微分转换的单端电路省去变压器。
 
2、过取样

飞速发展的ADC技术使信号链路设计人员有了很大的选择余地。现代ADC的速度是如此快以致它们的时钟频率要比所需要的信号带宽快得多，这就是过采样。要在过采样模式下工作，信号频带要比FS/2小得多。过取样度越高，ADC前面的模拟滤波器的要求就越低。

另一个重大的优点是驱动放大器仅需要在信号频带这个规格上配合ADC。过取样的一个很大的优点是其后的数字滤波。信号频率上限和FS/2之间的整个区域均可用数字处理。数字滤波的优点是容易调谐、精确和容易获得高阶的滤波器，这就产生了处理增益。处理增益是改善DSP数字信号处理信噪比的措施，因为几乎所有的频带外噪音均被数字滤波滤掉了，处理增益大概等于过取样度，例如信号带宽为6MHz采样率为24MHz的系统采用2倍过取样率，则其信噪比将高达6dB。

DSP不能消除信号带内的噪声，精心选择增益设置和反馈电阻可以把放大器带来的噪声减到最小。

3、子采样

子采样ADC的采样机制像模拟混频器一样工作。非线性混频是一种因为外差和超外差接收机而流行起来的非常老的技术。

子采样通常用在信号带宽远小于FS/2的过采样结构中。精心选择中频频率和采样频率后，控制ADC的DSP可以消除模拟信号链引入的失真，同时也可以消除ADC引起的大部分失真。这带来了过取样部分所说的一样的优点。这是很重要的，因为根据FS/2和信号带宽，较高频率的载波需要同样数量的滤波器但更高的抗混叠滤波器Q值，没有过采样将是不实际的。

4、把放大器连接到ADC

模数转换器经常遇到比较难连接的负载的情况，它们一般具有很高的输入阻抗并且输入端有很大电容，这个电容通常还是可变的，倒不如存在跟开关电容有关的尖峰电流或者加上采样保持电路。这导致ADC的输入驱动比较麻烦，必须用放大器。差分放大器的输出级可以平滑输出电流尖峰，同时实现低阻抗输出和快速设置信号源以实现精确采样。

对高速电路来说，布线是非常讲究的。放大器和ADC的配置位置必须尽量靠近，滤波元件必须布置在ADC和放大器附近，放大器的输出通道的寄生负载必须最小。ADC对高频噪声非常敏感，噪声通常会经输入端引入。另外ADC的数字输出必须跟ADC和放大器的输入端隔离。放大器和ADC输入引脚不要置于电源或者地铜箔面上面。电源旁路电容应该用低ESR电容并布置在相关引脚附近2mm范围内，必要时采用多过孔也是很好的方法。
 
5、共模反馈

差动放大器中的共模反馈电路的优点是可以使放大器可以精确地设定输出共模电压电平。对大多数ADC来说共模电压必须设定为一个特定的值，以实现全动态范围。因为差分放大器本来就只放大输入端信号的差值，输出共模信号可以在不影响增益或者差动输出信号的情况下单独设置。像LMH6550这样的放大器对共模信号具有高阻抗输入，这使得放大器能够使用大多数ADC带缓冲VREF输出的参考电压。对没有缓冲参考引脚的ADC，可以设置外部参考供两者使用。

使用共模反馈电路的另一个优点是，当放大器需要产生从一个单端信号源产生一个全差动信号时，共模反馈电路实际基本上产生了缺失的相位输入信号，同样它也在所期望的共模工作点附近平衡了两个差动输出级，这样就可从单端信号源产生非常精确的差动信号。

必须注意，从缓冲器输入引脚和输出共模电压工作点来看，共模反馈电路很像是单位增益缓冲放大器。方程VOCM = (V+OUT + V-OUT)/2更清楚地说明了输出信号跟输出共模电压(VOCM)具有相同的大小，但相位相反。

进一步信息，请阅读美国国家半导体有限公司应用注释“AN-1393：Using High Speed Differential Amplifiers to Drive Analog to Digital Converters”，网址为http://www.national.com/CHS/an/AN/AN-1393.pdf。