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2022.04.15

保護ダイオードの効果

AD9633(AD9253,AD9653)の入力電圧範囲は対GNDで-0.3~+2.0Vですが、前段のOPアンプがフルスイングすると2Vを超えてしまいます。

そこで、Cosmo-Zでは下の図のように保護ダイオードを入れているのですが、この保護ダイオードが歪やクロストークの原因となっていることが、昨日の実験で確かめられました。

Xtalk5

この保護ダイオードを取ってしまうと特性は飛躍的に改善されますが、ADCの入力にどのくらいの電圧が加わってしまうのかを調べてみました。

Cosmo-Zの基板としての入力電圧範囲は±0.5Vですが、その2倍になる1.数V以上を加えるとADCに加わる電圧は2Vを超えるようになります。

下の図は保護ダイオードがONして、-0.3V~+2Vの範囲でクリップしているようすを示しています。

Scope_100

保護ダイオードを取り外してみると、-0.5V~+2.3V程度が加わるようになります。

Scope_99

この+2.3Vという電圧は、ADCのフロントエンドに使っているレールツーレールの完全差動アンプの電源電圧でクリップしているのかもしれません。-0.5Vというのも、完全差動アンプの反対側が2.3Vになる電圧です。

AD9633自体には入力電圧をクリップするようなダイオードは本当に入っていない可能性が高いです。

保護ダイオードを外してしまうと、保護してくれるのは前段のOPアンプの電源電圧だけということになります。

逆にいえば、Cosmo-Zではこの保護ダイオードがちゃんと仕事しているので安全に使えるということも確認できました。

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