在高中频ADC应用中，如何改善增益平坦度同时又不影响动态性能

文章摘要：图3. 用800MHz变压器所获得的增益平坦度比用200MHz变压器所获得增益平坦度有很大的改善。 对变压器二次侧的阻抗进行匹配有助于进一步提高增益平坦度。方法之一是在变压器的二次侧，而非一次侧，进行匹配。 特别是对于高中频应用，匹配阻抗的位置非常关键。根据对增益平坦度及动态性能的不同要求，交流耦合输入进来的信号可在变压器的任何一侧进行匹配。宽带变压器是一种可方便快捷地在一个较宽频带上将单端信号转换成差分信号的常用器件。www.88dzw.com一次侧匹配我们选择MAX1124 (10位，250MSPs)来示例不同的匹配方案及其对ADC增益带宽及动态范围的影响。我们从一次

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图3. 用800MHz变压器所获得的增益平坦度比用200MHz变压器所获得增益平坦度有很大的改善。

 

      对变压器二次侧的阻抗进行匹配有助于进一步提高增益平坦度。方法之一是在变压器的二次侧，而非一次侧，进行匹配。

      特别是对于高中频应用，匹配阻抗的位置非常关键。根据对增益平坦度及动态性能的不同要求，交流耦合输入进来的信号可在变压器的任何一侧进行匹配。宽带变压器是一种可方便快捷地在一个较宽频带上将单端信号转换成差分信号的常用器件。

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一次侧匹配

我们选择MAX1124 (10位，250MSPs)来示例不同的匹配方案及其对ADC增益带宽及动态范围的影响。我们从一次侧匹配结构开始(图4a)，将一个50Ω阻抗的两个分别接在变压器的顶端/底端和中心抽头之间的25Ω电阻上(图5a)。后接0.1&mICro;F交流耦合电容及输入滤波网络(15Ω串联电阻及ADC输入阻抗)。现在，馈入转换器的将是一个经过良好平衡的二次侧信号。和图4a中的配置一样，在INP与INN上没有连接其他的输入滤波电容。采用此种配置，几乎可完全消除450MHz至550MHz频率范围内的增益突起。如果需要，还可通过将15Ω隔离电阻换成30Ω来增加更多的直流衰减。尽管这种方法能使频率响应更加平坦，但也损失了一些带宽(图5b)。




图4. 在这个一次侧匹配结构中(图4a)，变压器一次侧的良好平衡被二次侧的不平衡破坏了，在450MHz和550MHz之间产生最大增益突起(图4b)。




图5. 将经过良好平衡的二次侧信号馈入转换器(图5a)，可完全消除450MHz至550MHz范围内的增益突起。同时还可增加直流衰减，使频率响应更加平坦，不过这会损失一些带宽(图5b)。

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结论

本文的讨论表明，无源器件的正确选择不仅在高速模数转换器的输入网络设计中扮演着重要角色，而且正确地使用这些器件也一样重要。例如，如果增益平坦度是系统设计中的一个重要因素，则须小心避免在转换器的差分输入上产生不平衡及谐振，以确保真实地再现其动态性能。未使用输入滤波电容的那两种结构可能会有INP及INN拾取噪声之忧，对此问题的简单分析表明，这会导致0.2dB至0.5dB的信噪比(SNR)下降。当看重高带宽、宽频程内的增益稳定性(平坦度)以及高动态性能时，采用10位数据转换器的大多数高中频应用都能接受如此小的噪声性能下降。
 

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