2 フルスケールとADCのヘッドルームについて

数年前、最大10 Vppのフルスケール電圧スイングをサポートするプロセスノード上に搭載する高速データコンバータを設計していました。

これらのコンバータはシングルエンドでもあります。コンバータのリファレンス電圧の設定によって、フルスケールレンジでユニポーラまたはバイポーラにする柔軟性が得られます。

現在のコンバータはプロセスノードが65nm以下と微細化されており、内部のアナログ入力フロントエンドは2V未満のAVDDでバイアスされています。この結果、ヘッドルームが大幅に小さくなり、シグナルチェーンの設計でRFが停止してADCが開始される1 Vppまたは2 Vppのフルスケールレンジのインターフェイスが必要な場合、このことが課題となる可能性がありました。

現在、ほとんどの高速データコンバータは差動入力を採用しています。これは、コモンモード電圧（VCM）バイアスに回り込む信号スイングが4分の1しかないことを暗示しており、各アナログ入力はスイングの半分だけを処理することになります。図1に、シングルエンド信号と差動信号の特性と定義を示します。

コンバータのアナログ入力における共通モード電圧（VCM）は重要なパラメータであり、外部の入力ネットワーク（フロントエンド）によって適切に満たされる必要があります。これが満たされない場合、コンバータの性能に悪影響を及ぼす可能性があります。

このインターフェイスを使用すると、信号スイングを差動形式で分割することにより、フルスケールレンジ（すなわち、1Vppまたは2Vpp）にわたって、より高い電圧レベルを維持できます。したがって、アナログ入力の差動特性によって、プロセスノードを小型化できます。