模/数接口中的可编程增益放大器(04-100)

　　12位ADC接收小于ADC满标输入十分之一的信号仅可提供8位分辨率，除非在信号到达ADC之前用PGA放大。PGA允许在软件控制下使接收信号的增益达到宽范围增益一带宽乘积。这可避免钳位并允许采用较便宜的ADC，如用12位ADC替代16位ADC。

　　PGA可做更多事情。PGA缓冲来自前级(通常是多路转换器)ADC的输入，防止多路转换器导通电阻所引起的加载。PGA也提供差分别单端的变换，大多数跟踪和保持型ADC需要单输入。把PGA连接到差分多路转换器输出时，PGA提供共模抑制。

　　在市场上可以得到很多种PGA和支持元件。这包括可独立应用的运放被专门设计成PGA、ASIC、集成有可编程滤波器的PGA、仪表放大器PGA、用于运放的数字电位器前端、PGA用数字可编程分压器、ADC驱动器。有时把PGA和DAC集成在同一芯片上。

　　对于不需要信号宽动态范围的应用，PGA不是必须的。放大器可以直接接口传感器/变送器到ADC。例如，Maxim的MAX1494仪表放大器适合于250V/V或更小增益范围的应用。

　　各种性能的PGA

　　对于特殊性能参量(如高增益稳定性和高精度，低漂移，低失真，高输出驱动电流，高转换率，快速建立时间，高共模抑制比，低功率和小尺寸)有很多PGA是最佳的。

　　Microchip公司的MCP6S2X家族PGA具有2、6和8通道输入，包含多路转换器并可通过串行外设接口(SPI)总线进行增益控制和通道选择。NS公司的LMH6718IC是双PGA，具有高输出(200mA)驱动信号。

　　高性能小封装的PAG有ADI公司的AD8555，这是封装在微型8引线SOIC中的数字可编程信号调理自动零放大器，它包含放大器，比较器，用Digit Trim技术的电阻调节分压器和缓冲器。其500V/℃总输入失调漂移是其他竞争产品的1/20。Linear公司的LTC6915A也是小封装高性能PGA。此仪表放大器封装为16引线SSOP或12引线DFN，可把它放置在最靠近传感器/变送器的地方。它所占电路板面积是等效分立方案的1/6。零漂移特性具有高达4096的宽可编程动态范围(增益精度0.1%)。它也有50mV/℃漂移和与增益无关的125dB CMRR。

　　对于低失真是主要考虑因素的应用，可以选择Intersil公司PGA缓冲器HFA11XX，其低失真电平低到-73dBc、噪声电平低到7~9nV/√Hz。TI公司的THS7001/7002单/双PGA采用Power PAD封装，包含分离的低噪声前置放大器和增益放大级。此器件可达到非常低的噪声电平(低到1.7nV/√Hz)。

　　其他可注意的PGA包括ADI公司的AD628首款具有可编程增益的共模差分放大器和Linear公司的LTC1564 PGA(除放大器外，它还具有8阶软件可编程抗混淆滤波器)。

　　PGA也集成有其他前端电路，如Maxim公司的MAX14XX家族，这是包含PGA的信号调理ASIC。这种器件直接用于传感器/变送器和ADC之间。Maxim公司的ADC驱动器MAX2055具有低失真(-76dBc 2次谐波和-69dBc 3次谐波)特性，其差分输出是为驱动高速ADC专门设计的。