当模数转换器(ADC)的模拟输入被驱动至额定满量程输入电压时，ADC提供最佳性能。但在许多应用中，最大可用信号与额定电压不同，可能需要调整。用于满足这一要求的器件之一是可变增益放大器(VGA)。了解VGA如何影响ADC的性能，将有助于优化整个信号链的性能。
本文分析一个采用双通道16位、125/105/80 MSPS、流水线ADCAD9268和超低失真中频VGAAD8375 的电路中的噪声。信号链包括一个VGA(在+6 dB增益设置下使用)、一个五阶巴特沃兹低通滤波器(–3 dB滚降频率为100 MHz)和ADC。本文将给出放大器和滤波器的噪声计算，因为这些噪声决定ADC在目标频段内的动态性能。
问题
许多采用高速ADC的实际应用都需要某种驱动器、放大器或增益模块，用以将输入信号缩放到满量程模拟输入范围1 ，确保获得最佳 信噪比 (SNR)和无杂散动态范围(SFDR)。此外，差分放大器也可以将单端信号转换为差分信号来驱动ADC。这些器件都是有源器件，因而会增加ADC前端的噪声。此噪声在工作带宽内的积分会降低转换性能。
针对具体应用，适当ADC的选择取决于许多因素，包括：
模拟输入范围
输入频率/带宽
所需分辨率/SNR
所需SFDR
某些应用同时要求高动态范围和高分辨率。AD9268在70 MHz中频提供78.2 dBFS(dB相对于满量程)的SNR和88 dBc的SFDR，非常适合此类应用。
在系统层面，ADC前端可以使用放大器、变压器或巴伦，但使用放大器的实现方案最为常见。使用放大器的原因可以是下面的一条或几条：
为输入信号提供增益以提高ADC分辨率。
缓冲或变换输入源与ADC之间的阻抗。
将单端输入信号转换为差分输出信号。
AD8375 VGA可以用来将单端信号转换为差分信号，同时它能在不同增益设置下保持高线性度和一致的噪声性能。这些特性使它成为在较高中频下驱动ADC的上好选择。糟糕的是，信号链中的有源器件(即放大器)，可能会限制ADC的性能。
示例
图1给出了噪声计算所用的电路拓扑结构。AD8375具有高阻抗差分输出(16 kΩ||0.8 pF)。放大器通过一个五阶低通抗混叠滤波器(AAF)与ADC接口，该AAF具有100 MHz带宽和150 Ω输入/输出阻抗。图1所示电路的频率响应如图2所示。
性能
系统设计师不会期望驱动ADC输入端的放大器降低系统的总体动态性能，但针对某一应用选择的驱动器和ADC组合，并不意味着它能在另一应用中提供同样出色的性能。利用本文所述技术，系统工程师可以在选择放大器之前估计预期的性能。
