运算放大器一直是一个设计师的工具包的重要组成部分。即使是最基本的工具也可以得到改进，最近的一些进步增加了主力运放的实用性。例如，双运放和四运放封装的出现使工程师能够从单个器件中产生各种应用。新的LT6411可选增益差分放大器/ADC驱动器通过增加内部增益和反馈电阻以及易于使用的流过引脚布局，使事情变得更好。

LT6411可以在没有外部元件的情况下产生1、-1和2的增益。LT6411内部的双放大器允许简单的单端到差分转换，以驱动高速数字转换器(ADC)。宽带宽(650MHz)，低失真(30MHz时-77dBc谐波失真)和高转换率(3300V/µs)即使在高频下也能保持信号保真度，而低电源电流(总16mA)使LT6411能够用于功率关键型高速信号链应用。外形因素也不是问题——所有这些功能都适合3mm × 3mm的16针QFN封装。当需要快速、低功耗或灵活的可选增益时，电路设计人员只需从工具包中取出LT6411即可。

内部拓扑和增益选择

LT6411包含两个内部电流反馈放大器，具有匹配的反馈和增益电阻。集成的370欧姆电阻器使选择最佳反馈电阻器以获得良好的交流响应的猜测工作。电流反馈放大器的另一个常见问题是保持紧凑的PC板布局，以防止反相输入节点的电容过大。该节点位于LT6411的内部，因此电路板的布局从一开始就几乎是最佳的。

在LT6411的基本增益配置之间进行选择是一个简单的引脚绑带问题。图1显示了2配置的标准非反相增益，具有差分输入和输出。图2显示1种配置的非反相增益，图3显示1种配置的反相增益。注意，在图2中，非反相输入与增益电阻绑在一起。理论上，增益电阻引脚可以保持浮动，但在实践中，寄生引脚和焊盘电容导致增益在高频时达到6dB峰值，这导致瞬态响应中过度振铃。在650MHz (LT6411的带宽)时，2pF的寄生电容的电抗仅为122欧姆。

单电源操作和电平转换

LT6411工作在4.5V-12.6V的宽电源电压范围内。双路供电部分如图1-3所示。然而，LT6411在单电源情况下的性能仍然非常出色，这对于只有单电源的高速ADC驱动等许多常见应用尤其重要。如果LT6411的输入信号已经在地面上进行了直流电平移，从而满足了输入和输出共模范围(输入工作在电源的1V以内，带1k负载的输出摆动到电源的1.3V以内)，则不需要做额外的工作。然而，如果输入信号是交流耦合的或以地为中心的，那么电平移位是必要的。本节介绍一些对LT6411的输入和输出电压进行电平移位的方法。

图4显示了一个中心抽头变压器，为单电源运行提供必要的直流电压。输入信号(显示为单端，但也可以通过驱动初级变压器的另一端来差分)通过初级变压器提供，次级变压器向LT6411提供平衡信号。如果输入信号来自50欧姆信号源，则两个24.9欧姆电阻提供适当的端接。请注意，由于LT6411具有2的非反相增益，变压器中心抽头处提供的直流电压为V(O(DC))/2。或者，两个增益电阻引脚可以通过电容器交流耦合到地，并且LT6411的直流增益将是统一的。该配置的总差分增益为2;如果需要1的差分增益，只需将增益电阻引脚绑在相应的非反相输入引脚上。

对于单端输入，图5显示了一种简单的交流耦合方法，可为LT6411提供正确的输入和输出直流电平。输入通过一个大电容(通常为0.1µF或更大)进行交流耦合，输出端的总差分增益为+2。直流电压通过第二非反相输入提供。

在差分输入的情况下，图6显示了类似的配置，其中两个输入交流耦合到LT6411，并且通过两个电阻提供直流电平。电阻R大小的选择是在减小差分输入(对于较小的R值)和增加电压偏移和噪声(对于较大的R值，由于输入偏置电流和非反相输入中的电流噪声)之间的权衡。R到10k的值在实践中效果很好。在这种配置中，直流和交流输入的增益都为2。对于增益为1，只需将增益电阻引脚绑在相应的非反相输入引脚上。

图4-6都有一个较低的频率限制，由变压器的磁化电感或交流耦合电容的大小决定。如果电压电平转换和响应降至零赫兹(DC)是必要的呢?图7显示了一种移电平并将信号响应保持到直流的方法。R(A)-R(B)电阻分压器设置LT6411的输入共模电压。选择R(A)和R(B)，使LT6411输入端的共模电压与期望的输出共模电压V(O(DC))相同。带阻性分压器的LT6411的增益为2·R(B)/(R(A) + R(B))，该电路对直流有响应。如果输入直流共模电平(V(I, DC))大于V(O,DC)，则R(B)应接地，而不应接正电源。

高速ADC驱动

现代高分辨率、高速adc通常具有电容采样保持电路的差分输入。驱动这些输入需要在感兴趣的频率上具有高带宽、快速稳定时间、良好瞬态响应和良好失真性能的放大器。本节中的图显示了旨在从LT6411中获得最大性能的各种配置。

LT6411针对驱动12位和14位高速转换器(如14位80Msps LTC2249)进行了优化。对于许多应用，唯一推荐的额外接口元件是小型串联电阻，以帮助将LT6411与ADC的电容输入隔离开来。图8显示了驱动ADC的LT6411的最简单配置。单电源操作意味着输入必须具有合适的直流共模电平(即图11中的V(DC)必须同时适用于放大器和ADC)，或者必须使用前一节中的一种技术来电平移输入。

如果LT6411使用双电源，那么与单电源ADC的接口可能需要在输出端进行交流耦合，如图9所示。ADC输入的直流电平由V(DC)和两个499欧姆电阻确定。

图8的电路虽然简单，但有一个重要的缺点:放大器的所有宽带噪声都会耦合到ADC输入端，从而降低信号的信噪比(SNR)。在大多数情况下，输入信号被限制在小于LT6411的DC-650MHz带宽的某个频段;因此，任何超出此范围的额外带宽都会引入不必要的噪声。修复此问题的最简单方法如图10所示。单个并联电容创建RC低通滤波器，限制放大器输出的噪声带宽，提高信噪比。

对于更清晰的截止低通滤波器，图11显示了一种更复杂的方法。电感和电容创建一个二阶低通滤波器，R1确保频率峰值不过高。R2的主要功能是确保ADC输入不会看到过高的源阻抗。图12显示了一些样例值，配置截止频率为50MHz左右，在截止频率附近几乎没有增益峰值。模拟滤波器是确定最佳元件值的好方法，特别是考虑到电感的串联电阻和元件公差时。

一些高频应用包含非常窄的频带信号，其中带通滤波器将提供最好的噪声限制，因此信噪比最高。图13显示了一个简单的RLC带通滤波器。R的值决定了滤波器的品质因数(Q)——电阻值越大，滤波器的频带越窄。这是以更多的通带损耗(取决于电感和电容的寄生元件)和对元件公差和变化的更高灵敏度为代价的。随着带通滤波器变窄，中心频率的微小偏移会显著衰减期望的输出信号。

结论

LT6411可选增益放大器/ADC驱动器非常灵活，具有多种可能的配置和最少数量的外部组件。LT6411集双运放、差分ADC驱动器和增益可选放大器于一体。在大多数基本的双运放功能中，所需要的只是几个电源旁路电容器，以获得超过600MHz的优秀交流性能。此外，LT6411采用微小的3mm × 3mm 16引线QFN封装，总功耗仅为16mA。LT6411还具有关机功能，可将电源电流降低至700 μ a。有了这组独特的功能，LT6411可以在不超出尺寸或功率预算的情况下提供无数功能。