驅動直接采樣高速ADC時，最可能降低性能的地方是最終放大器和ADC之間的接口。對于任何直接采樣ADC，采樣過程中都會產生非線性電荷。每次采樣開關關閉時，此電荷都會反映到輸入網絡中。如果這些器件不衰減，它們可能會反射回ADC并重新采樣，從而降低ADC的簡單失真或互調失真。ADC的輸入網絡應盡可能接近50歐姆，以便最大限度地吸收這種非線性電荷。使用高吸收濾波器可以通過抑制采樣過程中產生的非線性音調來改善SFDR。

使用 LTC6409 驅動 AD9265

LTC?6409是一款具有出色線性度的差分放大器，使其成為AD9265的理想驅動器。AD9265是一款16位125Msps高性能ADC，在77MHz時具有優于89dB的SNR和100dB的SFDR。在設計輸入網絡時，這些規格會因設計選擇不當而迅速降低。在幾乎所有情況下，ADC和放大器之間都需要一個濾波器，以降低最終放大器的寬帶噪聲。該過濾器的設計和布局都至關重要。濾波器應具有吸收性，以便采樣過程中的高頻非線性被吸收到50歐姆終端中，不允許反射回ADC輸入。圖1示出了可在LTC6409和AD9265之間使用的吸收性濾波器網絡。圖 2 顯示了濾波器響應。該濾波器的目的不是具有高度選擇性，而只是為了衰減放大器的寬帶噪聲和采樣過程的非線性。在高頻下，電感器斷開，電容器短路，將采樣過程的高頻成分引導至50歐姆端接電阻。如果走線以50歐姆的速度布線，則不會有任何回波反射，并且ADC的SFDR不會降級。

圖 2：圖 1 所示電路的仿真濾波器響應

失真的另一個潛在來源是輸入網絡的不對稱布局。在理想的布局下，信號的差分特性可實現出色的共模抑制和非常好的 2德·諧波失真。任何與完美對稱性的偏差都將導致差分信號不匹配，這將表現為2德·階諧波失真。即使是簡單的設計決策，將差分對一側的銅淹沒在比另一側更近的地方，也可能導致相鄰接地層的接地電流差異。這會增加系統的失真。為了獲得最佳性能，需要絕對對稱性。

圖3顯示了驅動AD6409和濾波器網絡的LTC9265的PCB布局。注意保持網絡的對稱性，并定位吸收元件以最大限度地提高其有效性。第一組吸收元件的位置使任何高頻產品立即被吸收。主信號路徑圍繞接地銅線蜿蜒，直到到達第二組吸收元件，最后到達放大器的源端接。該網絡最大限度地提高了LTC6409和AD9265的性能。

圖 3：LTC6409 和 AD9265 的布局

為了比較LTC6409和AD9265的性能，設計了一個通過DC890連接到PScope軟件的電路板。對圖1中的吸收式濾波器和圖4中的反射式濾波器進行了填充和頻率測試。AD9265采用一個125Msps低抖動時鐘，LTC6409采用48.1至178.1MHz的濾波正弦信號驅動。SNR和SFDR是用PScope記錄的。示例數據收集如圖 5 所示。SNR和SFDR與吸收式和反射式濾光片的比較如圖6和圖7所示。SFDR在吸收網絡中始終更好，在某些時候它最多更好10dB。在非常高的輸入頻率之前，當SNR由其他因素主導時，SNR也始終更好。

使用吸收式網絡，系統的性能通過反射網絡得到改善。LTC6409和AD9265的出色性能在使用反射型網絡時會降低。LTC6409和AD9265的結果很明顯，但使用高吸收性和對稱輸入網絡的做法可以應用于任何直接采樣ADC和差分放大器。通過關注放大器和ADC之間的接口，可以實現最佳性能。

圖 4：LTC6409 和 AD9265 之間使用的反射式濾波器

圖 5：從 PScope 收集的樣本數據。58.1MHz 采樣速率為 125Msps

圖 7：吸收式濾光片和反射式濾光片之間的 SFDR 比較

審核編輯：郭婷