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改善无源宽带ADC前端网络的设计

作者:时间:2010-11-18来源:网络收藏

  例如,原边的反射阻抗随频率发生变化。首先,找出前端设计的中心频率回波损耗。此例中频率为110MHz。若假设为理想变压器,Zo值并非50Ω。从公式3可看出,Zo值要低些:

  回波损耗(RL) =–18.9 dB @ 110 MHz = –20*log((50–Zo)/(50 + Zo)) (1)

  10^(18.9/20) = ((50 – Zo)/(50 + Zo)) (2)

  Zo = 39.8 Ω (3)

  该例中,公式3中为原边端接阻抗Zo,副边理想阻抗为200Ω。同样,原边理想阻抗(50Ω),求解实际副边阻抗:

  Z(原边反射阻抗)/Z(副边理想阻抗) = Z(原边理想阻抗)/ Z(副边反射阻抗) (4)

  39.8/200 = 50/X (5)

  求解X:

  X = 251 Ω (6)

  变压器的匝数比为1:2时,副边端接阻抗应为251Ω。因此,使用更高端接考虑了变压器内的核心损耗,不仅得到更好的匹配,而且改进变压器原边端接的输入驱动能力。

  输入驱动能力提高后,只需较少的电力就可达到转换器的满量程输入。一般来说,随着阻抗比率的上升,回波损耗的变异也随之提高。采用任何变压器匹配前一级的前端设计时,都应当考虑这一点。

  就变压器或巴伦而言,幅度和相位不平衡是两个最关键的性能特征。当电路设计要求高中频(100MHz以上)时,设计人员可根据此两项技术规格,考虑合适的线性度。随着频率的增加,变压器的非线性也同时增长,通常由相位不平衡控制,转化为转换器的偶次失真(主要是二次谐波失真)。但不要马上把原因归咎于转换器。如果预期杂散特性差得远,应先查看前端设计或变压器。


图3. 根据这个简单的模型进行数学分析,有助于解释变压器非线性度随不平衡上升的原因。

  不平衡(如图3)因素很关键。须考虑变压器输入x(t)。输入x(t)转换成一对信号x1(t)和x2(t)。如果x(t)为正弦曲线,差分输出信号x1(t)和x2(t)如下:

模数转换器()建模为一个对称三阶传递函数:


  则


  理想情况:完全平衡

  当x1(t) 和x2(t) 完全平衡时,该两组信号为同一幅度(k1 = k2= k),恰好是180°错相(Φ = 0°)。因为:


  运用三角恒等式,收集频率等信息,如:


  出现差分电路的常见结果。理想信号的偶次谐波抵消,而奇次谐波没有抵消。

  幅度不平衡

  现在假设两个输入信号的幅度不平衡,但没有相位不平衡。此例中,K1≠K2,Φ= 0:



关键词: ADC 耦合

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