高速模数转换器输入阻抗测量
转换器输入阻抗计算:测量方法
表面上,这似乎非常棘手,但其实有多种方法可以测量转换器的阻抗。技巧在于利用网络分析仪来完成大部分琐碎工作,不过这种设备可能价格不菲。其优点是,当今的网络分析仪能够实现许多功能,像迹线计算和去嵌入等;对于阻抗转换等任务,它可以直接给出答案,而不需要使用外部软件。
测量转换器的阻抗需要两块电路板、一台网络分析仪和一点“入侵”知识。第一块板焊接有ADC/DUT(待测器件),还焊接了其它元件以提供偏置和时钟(图3a)。第二块高速ADC评估板去除了前端电路,仅留连至转换器模拟输入引脚的走线(图3b)。

图3: ADC的阻抗测量需要一块ADC评估板(a)且要将(a)中的前端去掉以用于测量(b)。
第二块板除去了拆掉的前端电路的任何走线寄生效应。为此,必须使用与图3b所示一模一样但没焊装器件的电路裸板(图4a)。然后切割该裸板,只剩下前端电路走线进入ADC的模拟输入引脚的那部分(图4b)。

图4: 为去掉被剥离的前端电路的导线寄生效应,应使用图3b所示的未焊件裸板(a)。该板的一个剪切版只允许前端电路导线连接到ADC的模拟输入引脚(b)。
需要在转换器的引脚处安装一个连接器(通常会有足够的铜来完成这一任务)。在此阶段可发挥创造性以保证该连接器的牢固连接。通常,ADC的裸露焊盘(epad)可用于实现转换器本身到地的连接。假设前端电路的两条差分走线相等且对称,那么只需要使用其中的一条走线。该板用于实现“通过”测量,最后将从焊有器件电路板的测量结果中减去前一测量结果。
下一步是对剪切后的小裸板(图4b所示的第二块板)实施“通过”测量,以测量S21(图5)。这个文件(应以touchstone格式或?.S2P文件形式保存)将成为去嵌入文件,用以从焊有器件的板中剔除所有走线寄生效应。

图5: 图4b所示剪切板的去掉前端电路后的导线阻抗。
然后只需以差分配置将焊件板(图3b所示的第一块板)连接到网络分析仪。应为该板提供电源和时钟,以确保能捕捉到测量过程中转换器内部前端设计的任何寄生变化。
焊件板“上电”后,转换器看起来像是在典型应用中。在此测量中,将先前在切割裸板的各端口(各模拟输入走线)上测得的板寄生效应(图6)去掉。最终将从当前ADC测量结果中减去板寄生效应,仅在图中显示封装和内部前端阻抗(图7)。
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