使用单端运算放大器的差分 ADC 驱动器
　　如图 1 所示，差分 ADC 驱动器可以通过使用两个单端运算放大器来实现。

　　图 1.使用两个相同的单端运算放大器来实现差分 ADC 驱动器

　　通过将差分信号施加到这些相同的路径，各个运算放大器将产生相同的二次谐波分量。这些失真分量作为共模信号出现在 ADC 输入处，将被差分 ADC 抑制，就像任何其他共模噪声和干扰信号一样。
　　在上一篇文章中，我们讨论了需要对称 PCB 布局来保持两个单端路径相同并衰减二次谐波。在本文中，我们将讨论如何布置运算放大器的去耦电容器以实现可能的线性性能。
　　我们知道，去耦电容器充当电荷源，并提供运算放大器应传递给负载的高频电流。为了提供高频差分电流，我们可以使用轨对地和轨对轨去耦电容器。
　　轨对轨与轨对地去耦结构

　　对于图1所示的结构，传送到负载的电流是差分的，即当上部运算放大器向负载提供电流时，下部支路吸收电流，反之亦然。让我们考虑一下上面的运算放大器提供负载电流而下面的路径吸收负载电流的情况。轨对地和轨对轨去耦选项以及电流路径如图 2 所示。请注意，在该图中，为简单起见，未显示放大级的电阻器。此外，我们假设采用具有专用接地层的多层板。

　　图 2.轨对地 (a) 和轨对轨 (b) 去耦结构
　　采用轨对地去耦结构（图2（a）），高频电流将从正轨的旁路电容器（Cbypass1）流向负载，然后流向负轨的旁路电容器（C旁路2）如蓝色箭头所示。电路原理图表明节点 A 和 B 均位于地电平，蓝色箭头所示的路径是电流的闭合路径。然而，实际上，节点 A 和 B 是接地平面上的两个不同节点，电流应从节点 B 流向节点 A，以具有闭合的电流路径。因此，负载电流将通过接地层提供的阻抗的路径流回到Cbypass1的接地侧。
　　这种结构的挑战在于，在足够靠近负载电流返回路径的接地平面中流动的任何电流都可能与负载电流耦合并改变它。此外，如果负载电流返回路径从节点 B 到 A 出现任何不对称性，ADC 驱动器的单端路径之间的对称性将受到影响，并且 ADC 输入处将出现较大的二次谐波。
　　为了避免这些问题，可以采用图 2(b) 中的去耦结构，其中在两个电源轨之间放置一个旁路电容器。这样，差分负载电流将遵循蓝色箭头所示的路径，而不必流经接地层。根据TI文档，轨到轨旁路电容可以将二次谐波失真降低6至10dB。请注意，为了提供相反方向的差分负载电流，我们需要添加另一个轨至轨旁路电容器 (Cbypass4 )，如下图 3 所示。

　　图3

　　Cbypass4提供的负载电流路径如蓝色箭头所示。
　　共模电流怎么样？
　　在图1所示的结构中，运算放大器提供的电流主要是差分电流，并且可以由轨到轨去耦电容器提供。然而，我们仍然可以有小的共模电流分量。例如，假设噪声分量耦合到两个运算放大器的非反相输入，并略微升高这些节点的电压。这将产生从两个运算放大器流出的共模电流。如图 4 所示，此类共模电流会对 PCB 走线的杂散电容充电。

　　图4

　　请注意，轨到轨旁路电容器无法提供这些共模电流。在图 4 中，运算放大器必须直接通过电源和接地导体提供高频共模电流分量，这是不希望的。因此，我们需要添加轨对地旁路电容器，如图 5 所示。

　　图5

　　正如您所看到的，流出两个运算放大器的共模电流将由正电源轨和接地之间的旁路电容器（ Cbypass5和Cbypass7）提供。该共模电流将为走线的寄生电容充电。因此，返回电流将从寄生电容的接地侧流回到接地平面中的Cbypass5和Cbypass7的接地侧。类似地，两个运算放大器吸收的共模电流将由放置在负电源轨和地之间的旁路电容器（ Cbypass6和Cbypass8） 提供。
　　轨对地电容可提供共模电流和差分电流
　　虽然我们添加了 Cbypass5 、 Cbypass6 、 Cbypass7和Cbypass8来提供共模电流，但这些电容器还将提供负载的一部分高频差分电流。如图 2(a) 所示，使用轨对地电容器可能会不必要地使差分负载电流流过接地层，这是不希望的。为了避免这种情况，我们可以放置能够以对称方式提供差分电流的轨对地旁路电容器，并将它们之间的走线在中点接地。图 6 对此进行了的图形说明。

　　图6

　　上图显示了上部运算放大器提供负载电流而下部路径吸收负载电流的情况。此时，Cbypass5和Cbypass8可以提供一部分负载差动电流。为了防止差分电流流过地平面，我们通过电路板信号层上的 PCB 走线将Cbypass5和Cbypass8的接地侧连接在一起，并将该走线在中点（图中的节点 A）接地。对于差分信号，节点 A 理论上应该是虚拟地，并且差分电流不应流入接地层（对于差分负载电流， I ground =0）。同样，我们放置Cbypass6和Cbypass7彼此对称，并将两个电容器之间的走线在中点接地。您可以在此 TI 应用中找到应用上述技术的示例布局。