ADI公司设计工具：ADI simRF第3部分

在该系列的ADI公司设计工具：ADIsimRF第1部分和ADI公司设计工具：ADIsimRF第2部分中，我们讨论了ADIsimRF工具的“工具”和“帮助”菜单。 如需下载此工具，请在此处填写简单的软件申请表：ADIsimRF。 现在，我们将了解此工具的信号链部分，并查看可用的操作模式，特别是包括ADC的Rx模式。 正如我在该系列前两个部分提到的，ADIsimRF工具可以进行多种不同的计算， 无论是在实验室中收集数据还是在办公室中写报告，都非常好用。 工具输出可用于再次确认实验结果，或在提取数据前设置预期。

ADIsimRF工具可在Tx和Rx模式之间切换。 Tx模式包括DAC，Rx模式包括ADC。 本人负责为告诉ADC提供产品支持，所以本文将关注Rx模式。 模式可用两种不同方式选择，如下图红色突出显示区域所示。 单击菜单栏中的“模式”，可选择工具模式。 窗口左侧的“切换Tx/Rx”按钮也可用于选择所需模式。

ADIsimRF设计工具主页 – Tx/Rx模式选择

现在我们看看构建信号链。 本例中我们将按CN-0242“带带通抗混叠滤波器的高性能、高IF、75 MHz带宽、14位、250 MSPS接收器前端”设置信号链。 该电路包括巴伦、放大器、抗混叠滤波器和ADC。 注意，电路中使用一个1:3阻抗比巴伦，这是ADIsimRF工具中未提供的。 本例中，我们将以1:4阻抗比巴伦代替，这是ADIsimRF元件集合中提供的。 我们先选择所需的适当级数。 本例中我们共需四级。 默认情况下，ADIsimRF具有10个可用级。 要减小级数，请从菜单栏选择“级”，并减小至所需数目。

ADIsimRF – 减小级数

选择所需级数后，便可开始选择信号链内的元件。 本例中，级1为巴伦，级2为DGA (ADL5202)，级3为带通抗混叠滤波器，级4为AD9643-250 14位ADC。 从顶部下拉框选择“巴伦1:4”，然后选择“温度器件”，这是因为CN-0242所用巴伦的实际器件数未提供。 接下来，填写输入频率(MHz) = 180 MHz(所需频段中央)，Zin (Ω) = 50Ω，Zout (Ω) = 150Ω，功率增益(dB) = –0.7 dB，然后在窗口底部的“输入”部分选择输入功率(本例中为-14.2 dBm)。

ADIsimRF – 将级1设置为巴伦

接下来，将ADL5202 DGA添加至“级2”。 同样，设置输入频率(MHz) = 180 MHz，但这次仅从下拉框选择功率增益(dB)。 本例中为19.5 dB。 选择增益后，单击下拉框外部。 DGA的剩余参数将自动填写。

ADIsimRF – 将级2设置为ADL5202 DGA

接下来将“级3”设置为BPF。 设置输入频率(MHz) = 180 MHz，Zin(Ω) = 100 Ω，Zout (Ω) = 293 Ω，功率增益(dB)为-2.3 dB。 所有这些信息可在电路笔记中找到。

ADIsimRF – 将级3设置为BPF

最后要选择的级是ADC。 本例中，电路笔记使用双通道14位AD9643-250。 从顶部下拉框选择“双通道ADC”，然后从第二下拉框选择“AD9643-250”。 设置输入频率(MHz) = 180 MHz，然后单击另一个框，剩余参数将自动填写。 为此工具中的ADC定义的默认阻抗为200 Ω(注意：更改此值将删除ADC选择)。 针对该计算，此近似阻抗足够了。

ADIsimRF – 将级4设置为双通道ADC = AD9643-250

我们已为ADIsimRF中的电路定义所有级。 现在，可以看看工具提供的参数。 注意ADIsimRF窗口底部的所有参数。 具体而言，将一些参数与CN-0242中给出的结果进行对比。 分析带宽为125 MHz(由AD9643-250奈奎斯特区定义)。 输出NSD为-146.5 dBm/Hz。 乍一看此结果有误，但不要忘了，此工具将该数字作为RF品质因数，而不是ADC品质因数。 我想说的是，RF工程师通常关注dBm/Hz单位，而我们ADC工程师则关注dBFS/Hz单位。

与同事一道查看本例时，对方更关注RF，我总感觉工具出错了，后来意识到差异在于dBm/Hz和dBFS/Hz。 为了执行转换，我们可为Vrms、Vpp、dBV、dBm、mW使用ADIsimRF计算器工具。 由于ADIsimRF为ADC的输入阻抗使用200Ω，应将“电阻”设置为200Ω。 AD9643-250满量程输入电压为1.75 Vpp，峰峰值框中应如此设置。 结果会自动填写。 得到满量程输入功率为2.8 dBm。

ADIsimRF计算器工具 – 满量程功率计算

要将dBm单位转换为dBFS，只需为dBm结果“加”2.8 dBm，就能获得dBFS单位。 本例中NSD为-146.5 dBm/Hz。 给该数字加2.8 dBm，得到电路总NSD为-149.3 dBFS/Hz。 查看CN-0242后可知，测得的电路SNR为68.4 dBFS。 转换为NSD后，得到-149.37 dBFS/Hz。 该值与工具的估计结果很近，差异仅为0.07 dBFS/Hz。 同样，报告的SNR为67.4 dB。 要将该值转换为dBFS，只需加1 dBFS即可，因为SNR是在-1 dBFS输入功率下指定的。 这样就得到68.4 dBFS的SNR，恰好是CN-0242测量值，完美的结果! 有了这一工具，我们就能精确地预测信号链结果。 建议读者下载ADIsimRF工具，学习利用简单方法精确预测信号链的性能。