如何為ADC轉換器設計變壓器耦合型前端
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圖1 無緩沖的(開關電容式)ADC示例
高頻應用則需要設計者作出更多一些的思考。要優化輸入的匹配,就需要通過前端跟蹤模式阻抗的匹配來讓輸入的阻抗盡可能呈阻性。使用串連或者并聯的電感或者鐵氧體磁珠(在圖中示出的是前者),可以消除“電容”項。www.analog.com 網站上的各ADC產品網頁中所提供的數據表,示出了無緩沖的ADC在多種頻率上的特性。只需點擊產品網頁上的Evaluation Board鏈接,就可以選中給出特性阻抗的Excel電子表格。
總之,對輸入進行匹配可以給出良好的帶寬、增益平坦度(功率驅動的變化更小)和更為出色的性能(SFDR)。

圖2 帶緩沖的ADC示例
帶緩沖的ADC的基帶應用同樣使用一個簡單的網絡,類似于開關電容ADC的配置。請注意,應對副邊進行端接來將其與原邊的輸入相匹配。
在圖2中,針對高IF應用使用了雙balun(平衡/非平衡轉換)。這就使得輸入在高達300MHz的范圍內能得到很好的保持平衡,讓二階失真始終最小化。
小結
設計中必須考慮多種參數,以實現最佳的性能。變壓器千差萬別。設計者若能理解特定的變壓器性能參數,并向制造商咨詢沒有給出的參數,就能夠更好預測出其設計的特性。高IF設計對于變壓器的相位非平衡性很敏感;因此這些設計可能需要兩個變壓器或者balun。
了解所采用的ADC是屬于緩沖型還是非緩沖型也很重要。不帶緩沖的ADC的輸入阻抗是隨時間而變化的,在高IF情況下,相應的設計也更為困難。為了優化設計,輸入應該實現跟蹤匹配。使用磁珠或者低Q的電感來消除開關電容ADC的輸入電容分量。這可以最大限度地提高輸入帶寬,實現更為優化的輸入匹配,并維持SFDR性能。緩沖的ADC的設計工作較為方便,即使在高IF下也是如此,但是它們的功耗更大。無論使用何種ADC類型,基帶應用的設計工作最簡單。
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