以下應用筆記提供了選擇合適的變壓器和無源元件的指南,并在不犧牲高速數據轉換器動態性能的情況下,在很寬的輸入頻率范圍內實現增益平坦度。
正確選擇電路板元件是滿足高中頻模數轉換器(ADC)苛刻的高動態性能和增益平坦度要求的重要因素。以下技術說明將提供有關輸入網絡的適當選擇,這些輸入網絡旨在借助寬帶變壓器、端接電阻器和濾波電容器輕松進行單端到差分輸入信號轉換。
選擇MAX1449來演示和分析兩種可能的輸入配置設計。圖1所示為典型的交流耦合、單端至差分轉換設計,采用寬帶變壓器,如Mini-Circuit的T1-1T-KK81 (200MHz),具有50Ω初級側端接和25Ω /22pF濾波器網絡。在這種配置中,來自50Ω阻抗源的單端信號被獲取并通過變壓器轉換為差分信號。初級側端接至50Ω,可實現信號源和變壓器之間的出色匹配。然而,這也意味著變壓器的初級側和次級側之間存在不匹配。初級側考慮25Ω的組合阻抗,而次級側則與22pF分流的ADC的20kΩ輸入電阻發生較大的阻抗失配。這將影響輸入網絡的頻率響應,最終影響轉換器的頻率響應。變壓器的標稱漏感范圍為25nH至100nH。結合22pF的輸入濾波電容,這將產生一個令人不安的諧振頻率:位于110MHz和215MHz之間,
導致該頻率范圍內出現不希望的增益峰值。
圖1.
圖2描述了類似的交流耦合配置,但該電路設計有性能更好的寬帶變壓器,如具有初級側端接和25Ω /10pF濾波器網絡的微型電路ADT1-1WT (800MHz)。雖然ADT1-1WT的阻抗為75Ω,但其較低的漏感在高達400MHz時產生明顯更好的頻率響應,為-1dB,而T1-1T-KK81的頻率響應僅為50MHz。
圖2.
圖3顯示了端接方案以及濾波器網絡組件和變壓器選擇的結果。在兩個圖表之間可以觀察到顯著的改進。T1-1T-KK81變壓器(藍色)的輸入帶寬跡線清楚地顯示,在90MHz和110MHz之間,增益峰值約為0.5dB,而ADT1-1WT變壓器(洋紅色)的曲線在頻率高達300MHz時保持在十分之一dB以內。此條件下的動態性能(ADT1-1WT變壓器,50Ω
圖3.
INP 和 INN 的初級側端接和 10pF 輸入濾波電容)在 f 下仍能產生 58.4dB 的出色 SNR在=50兆赫。雖然圖3僅顯示了80MHz和260MHz的測試輸入頻率(僅限ADT1-1WT),但實驗室測試證明,增益在0.1dB以內保持平坦,輸入頻率遠高于8千奈奎斯特地區。
努力更好地匹配變壓器的次級側阻抗有助于進一步提高增益平坦度。一種方法是使用次級端端接,而不是初級端端接。該方法將在單獨的應用筆記中介紹,該應用筆記基于一些輸入網絡設計及其對Maxim最近推出的MAX1122/23/24系列的分析。
審核編輯:郭婷
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