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正确选择输入网络，优化高速A／D转换器的动态性能和增益平坦度
时间：2009-04-29 10:02:52
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[导读]本文介绍了如何选择输入网络，借助宽带变压器、端接电阻和滤波电容，简化单端到差分信号转换的设计。
对于较高IF的A／D转换器．正确选择板级元器件是满足高动态性能和较宽增益平坦度的必要条件。这里介绍了如何选择输入网络，借助宽带变压器、端接电阻和滤波电容，简化单端到差分信号转换的设计。
以MAXl449为例进行说明和分析，给出了两种可能的输入配置。图1表示一个典型的交流耦合、单端到差分的转换设计。该设计使用宽带变压器(如Mini—Circuit的T1—1T-KK81(20O MHz))，原边端50Ω电阻和25Ω/22 pF滤波网络。该配置中，源阻抗为50Ω的单端输入信号通过变压器转换成差分信号。50Ω原边端接可以很好地实现信号源与变压器之间的匹配。然而，这也意味在变压器的原边和副边存在不匹配。原边等效电阻为25Ω，但副边存在很大的阻抗不匹配。这是因为A/D转换器的20 kΩ输入电阻与22 DF电容并联所造成的。这会影响输入网络的频响特性，从而影响转换器的频响特性。变压器的标称漏感为25~100 nH。结合22 pF的输入滤波电容，这将产生谐振频率：
以MAXl449为例进行说明和分析，给出了两种可能的输入配置。图1表示一个典型的交流耦合、单端到差分的转换设计。该设计使用宽带变压器(如Mini—Circuit的T1—1T-KK81(20O MHz))，原边端50Ω电阻和25Ω/22 pF滤波网络。该配置中，源阻抗为50Ω的单端输入信号通过变压器转换成差分信号。50Ω原边端接可以很好地实现信号源与变压器之间的匹配。然而，这也意味在变压器的原边和副边存在不匹配。原边等效电阻为25Ω，但副边存在很大的阻抗不匹配。这是因为A/D转换器的20 kΩ输入电阻与22 DF电容并联所造成的。这会影响输入网络的频响特性，从而影响转换器的频响特性。变压器的标称漏感为25~100 nH。结合22 pF的输入滤波电容，这将产生谐振频率：
因此，谐振频率f0处于110～215 MHz的频段内将产生干扰尖峰。
图2描述了类似的交流耦合配置，但该电路采用带有原边端接、性能更好的宽带变压器(如Mini—Circuit的ADTl—1WT(800 MHz))和25Ω/l0 pF RC滤波网络。尽管ADTl—1WT变压器的阻抗为75Ω，但较低的漏感可将一1 dB的频点提升到400 MHz，而T1—1T—KK81的一1 dB频点只有50 MHz。
图3为这两种端接架构辅以变压器和滤波网络器件的对比结果。从图中可看到明显的性能改善。T1-1T-KK81变压器的输入带宽在90～110 MHz间存在约0．5 dB的增益波动，而ADTl-1WT变压器的输入带宽在300 MHz内保持了0．1dB的增益波动。动态范围(ADTl—lWT变压器，50 Ω原边端接，在INP，INN输入滤波电容为10 pF)在fIN=50 MHz时仍有58．4 dB的SNR。尽管图3只给出了80～260 MHz (只限ADTl-1WT)的输入频率，实验测试结果表明，在增益波动为0．1 dB范围内输入频率可超过8阶奈奎斯特频率。
改善变压器的副边阻抗匹配可进一步改善增益平坦度。这种方法是用副边端接而非原边端接。
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