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作者：ADI公司 Rob Reeder 關于模數轉換器(ADC)前端設計，首先必須聲明：它是一門藝術。如果日常工作中不在實驗室動手操作，不注意放大器和變壓器（巴倫）的最新技術趨勢，那么前端設計，特別是高頻(>100MHz IF)下的前端設計可能非常困難。大部分設計人員都會把數據手冊或應用筆記的設計作為起點，但相對于設計人員真正要實現的目標，這些設計所提供的信息可能并不完整。這篇文章的意圖不是要給出一個關于高速ADC前端設計的“公式”，而是要說明，利用變壓器或放大器優化設計時有許多因素需要權衡。轉換器及其拓撲結構有許多類型，本文針對的是采樣速率為10MSPS或更高的緩沖型和無緩沖（開關電容）型高速流水線架構。前端是確定轉換器接收并采樣的信號或信息質量的關鍵部分。在設計中，如果對這最后一級重視不夠，則會對應用的性能產生不利影響。通過了解前端設計的權衡因素，設計人員可以采樣一些或所有這些方法來幫助開發基帶、帶通（即超奈奎斯特頻率）或寬帶轉換器應用的高性能前端。 了解前端要實現的目標 首先考慮轉換器前端設計需要實現哪些目標。這一點再怎么強調也不過分，因為許多設計欠缺這方面的考慮。大多數轉換器的選擇依據是采樣速率、全功率帶寬、功耗、數字輸出拓撲結構、通道數和其它相關特性是否適合特定應用。其中的大部分特性被認為是轉換器的額定限制。例如，如果采樣速率超過轉換器的最大采樣速率，則會對性能產生不利影響。因此，我們假設在所有情況下，轉換器均在時鐘規格和其它任何額定規格的范圍內工作，轉換器不是前端設計過程的限制因素。 選定ADC之后，就必須了解在系統設計規定的條件下，設計高性能前端時需要注意的基本要素。人們發現，對于所有轉換器前端設計，有七個參數至關重要，它們是：輸入阻抗、VSWR、通帶平坦度、帶寬、SNR、SFDR和輸入驅動電平。當設計人員權衡各種因素以優化設計時，這些參數可以起到指導作用。 輸入阻抗是設計或負載的額定特征阻抗。大多數情況下，它為50 Ω。但在某些情況下，可能會呈現不同的設計。使用變壓器時，輸入阻抗負載指原邊的整個變壓器耦合網絡，包括轉換器。使用放大器時，阻抗負載僅指放大器的輸入端。放大器輸出與轉換器輸入之間的匹配以其它方式完成，通常包括抗混疊濾波器(AAF)。無論何種情況，都可以使用不同的特征阻抗負載，并且應當匹配。設計的帶寬越高，則這一特性越重要。 VSWR（電壓駐波比）是一個無量綱參數，反映的是在目標帶寬內，有多少功率被反射到負載中。此參數還與輸入驅動電平有關。如果網絡的VSWR 較高(>1.5)，則實現轉換器滿量程所需的增益或驅動能力越高。同樣，設計的帶寬越高（損耗越多），則這一特性越重要。 通帶平坦度通常指額定帶寬內容許的波動/紋波量。它可以是紋波效應或AAF 濾波器的滾降特性。無論何種情況，這一參數通常均用dB（1 dB的十分比）表示，它對于在目標頻率范圍內設置整體系統增益十分重要，參見圖1。 下載全文： 
高速ADC前端設計的挑戰和權衡因素.pdf
(1.49 MB)
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