正確的輸入網(wǎng)絡(luò)選擇可在高速ADC中實(shí)現(xiàn)最佳動(dòng)態(tài)性能和出色的增益平坦度

以下應(yīng)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器動(dòng)態(tài)性能的情況下，在很寬的輸入頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)增益平坦度。

正確選擇電路板元件是滿足高中頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）苛刻的高動(dòng)態(tài)性能和增益平坦度要求的重要因素。以下技術(shù)說明將提供有關(guān)輸入網(wǎng)絡(luò)的適當(dāng)選擇，這些輸入網(wǎng)絡(luò)旨在借助寬帶變壓器、端接電阻器和濾波電容器輕松進(jìn)行單端到差分輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換。

選擇MAX1449來演示和分析兩種可能的輸入配置設(shè)計(jì)。圖1所示為典型的交流耦合、單端至差分轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)，采用寬帶變壓器，如Mini-Circuit的T1-1T-KK81 （200MHz），具有50Ω初級(jí)側(cè)端接和25Ω /22pF濾波器網(wǎng)絡(luò)。在這種配置中，來自50Ω阻抗源的單端信號(hào)被獲取并通過變壓器轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。初級(jí)側(cè)端接至50Ω，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間存在不匹配。初級(jí)側(cè)考慮25Ω的組合阻抗，而次級(jí)側(cè)則與22pF分流的ADC的20kΩ輸入電阻發(fā)生較大的阻抗失配。這將影響輸入網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)，最終影響轉(zhuǎn)換器的頻率響應(yīng)。變壓器的標(biāo)稱漏感范圍為25nH至100nH。結(jié)合22pF的輸入濾波電容，這將產(chǎn)生一個(gè)令人不安的諧振頻率：位于110MHz和215MHz之間，

導(dǎo)致該頻率范圍內(nèi)出現(xiàn)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(shè)計(jì)有性能更好的寬帶變壓器，如具有初級(jí)側(cè)端接和25Ω /10pF濾波器網(wǎng)絡(luò)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(dá)400MHz時(shí)產(chǎn)生明顯更好的頻率響應(yīng)，為-1dB，而T1-1T-KK81的頻率響應(yīng)僅為50MHz。

圖2.

圖3顯示了端接方案以及濾波器網(wǎng)絡(luò)組件和變壓器選擇的結(jié)果。在兩個(gè)圖表之間可以觀察到顯著的改進(jìn)。T1-1T-KK81變壓器（藍(lán)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(dá)300MHz時(shí)保持在十分之一dB以內(nèi)。此條件下的動(dòng)態(tài)性能（ADT1-1WT變壓器，50Ω

圖3.

INP 和 INN 的初級(jí)側(cè)端接和 10pF 輸入濾波電容）在 f 下仍能產(chǎn)生 58.4dB 的出色 SNR在=50兆赫。雖然圖3僅顯示了80MHz和260MHz的測(cè)試輸入頻率（僅限ADT1-1WT），但實(shí)驗(yàn)室測(cè)試證明，增益在0.1dB以內(nèi)保持平坦，輸入頻率遠(yuǎn)高于8千奈奎斯特地區(qū)。

努力更好地匹配變壓器的次級(jí)側(cè)阻抗有助于進(jìn)一步提高增益平坦度。一種方法是使用次級(jí)端端接，而不是初級(jí)端端接。該方法將在單獨(dú)的應(yīng)用筆記中介紹，該應(yīng)用筆記基于一些輸入網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及其對(duì)Maxim最近推出的MAX1122/23/24系列的分析。

審核編輯：郭婷