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  当驱动放大器的电轨远远大于ADC的最大输入范围时，ADC输入的过度驱动通常发生。例如，放大器由±15V供电，而ADC输入为0至5V。高压电轨用于接受±10V输入，同时为ADC前端信号调节/驱动级供电，这在工业设计中很常见，PLC模块就是这样。如果驱动放大器电轨出现故障，ADC可能会因超过最大额定值而损坏，或干扰多ADC系统中的同步/后续转换。

  虽然这里讨论的重点是如何保护精密SARADC，如AD798x系列，但这些保护措施也适用于其他ADC类型。

考虑图1中的情况

图1.精密ADC设计的典型电路图。

  上图电路代表ADC系列AulSA，如A7980。保护二极管存在于输入端、基准电压源和接地之间。这些二极管可以处理高达130mA的大电流，但只能持续几毫秒，不适合长时间或重复过压。在某些产品中，如AD768X/AD769x(如AD7685、AD7691)系列设备，保护二极管连接到VDD引脚而不是REF。VDD电压总是大于或等于REF。由于VDD是一种更稳定的夹位电轨，对干扰不敏感，因此该配置一般更有效。

  如果放大器倾向于+15V电轨，则连接到REF的保护二极管将打开，放大器将尝试上拉REF节点。如果REF节点不由强驱动电路驱动，REF节点(和输入)的电压将上升到绝对最大额定电压以上，一旦电压超过设备的击穿电压，ADC可能会损坏。图3显示了ADC驱动器倾向于8V，导致基准电压(5V)过度驱动。在这种情况下，许多精密基准电压源无灌电流能力会造成问题。或者，基准驱动电路非常强，足以将基准电压保持在标称值附近，但仍然偏离精确值。

  其他ADC上的转换不准确，因为该系统依赖于高度精确的基准电压。若故障恢复时间较长，后续转换也可能不准确。

有几种不同的方法可以缓解这个问题。最常见的是使用肖特基二极管(BAT54系列)将放大器输出钳位于ADC范围内。详见图2和图3。如果适合应用要求，也可以使用二极管将输入位于放大器。

图2.精密ADC设计的典型电路图

  (加入肖特基二极管和齐纳二极管保护)

在这种情况下，肖特基二极管之所以被选中，是因为它具有低正，可以在ADC内部保护二极管之前打开。如果内部二极管部分打开，肖特基二极管后的串联电阻也有助于将电流限制在ADC内。对于额外的保护，如果基准电压源没有/几乎没有灌溉电流能力，可以在基准节点上使用齐纳二极管或夹紧电路，以确保基准电压不会过度提高。5.6V齐纳二极管用于5V基准电压源。

图3.黄色=ADC输入，

紫色=基准电压源。

肖特基二极管未添加到左侧图像中，

肖特基二极管添加到右侧图像中。

图4.黄色=ADC输入，

绿色=ADC驱动器输入，

紫色=基准电压源(交流耦合)

肖特基二极管未添加到左侧图像中，

肖特基二极管(BAT54S)加入右侧图像

  图4中的示例显示了肖特基二极管对ADC输入(5V)的影响。小特基二极管接地，5V系统电轨能吸收电流。如果没有肖特基二极管，当输入超过基准电压和地面电压时，基准电压源会受到干扰。从图中可以看出，肖特基二极管完全消除了基准电压源的干扰。

  应注意肖特基二极管的反向泄漏电流，在正常运行过程中可引入失真和非线性。反向泄漏电流受温度影响很大，一般在二极管数据手册中指定。小特基二极管是BAT54系列的好选择(25°C时最大值为2μA，125°C时约100μA)。

一种完全消除过压问题的方法是为放大器使用单电源电轨。这意味着，只要基准电压(最大输入电压)使用相同的电源电平(5V)，驱动放大器就永远不会摆动在地面电压以下或最大输入电压以上。若基准电路具有足够的输出电流和驱动强度，则可直接用于放大器。图5显示了另一种可能性，即使用稍低的基准电压值(例如，使用5V电轨时为4.096V)，从而显著降低电压过驱能力。

图5.典型的单电源精密ADV设计电路图

  这些方法可以解决输入过度驱动的问题，但成本是ADC的输入振幅和范围有限，因为放大器有上下要求。通常，轨道到轨输出放大器可以在轨道10mv以上，但也必须考虑输入裕度要求，可能是1V或更高，这将进一步限制缓冲器和单位增益配置中的振幅。该方法提供了最简单的解决方案，因为它不需要额外的保护元件，但可能需要轨道轨道输入/输出(RRIO)放大器。

  放大器与ADC输入之间的RC滤波器中的串联R也可用于在过压期间限制ADC输入的电流。但在使用这种方法时，需要选择限流能力和ADC性能。大串联R提供更好的输入保护，但会导致ADC性能大失真。如果输入信号带宽较低，或者ADC不以全吞吐速度运行，则这种选择是可行的，因为串联R是可以接受的。可接受的R大小可以通过实验确定。

  如上所述，ADC输入没有保护方法，但根据应用要求，可以采用不同的单独或组合方法，以相应的性能选择提供所需的保护水平。