改善無源寬帶ADC前端網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

　　把公式7代入公式3，并再次運(yùn)用公式14的三角恒等式。我們看到公式8中，此時(shí)二次諧波與幅度K1和K2的平方之差成正比，即：

　　相位不平衡

　　假設(shè)現(xiàn)在兩個(gè)輸入信號(hào)之間相位不平衡，沒有幅度不平衡。則k1 = k2，Φ≠0 :

　　把公式10代入公式3，簡(jiǎn)化得到公式17。從公式17我們看到，二次諧波幅值與幅度K的平方成正比:

　　比較公式15和公式18可看出，二次諧波幅值受相位不平衡的影響比受幅度不平衡的影響更嚴(yán)重。相位不平衡狀態(tài)下，二次諧波與k1的平方成正比。幅度不平衡狀態(tài)下，二次諧波與K1和K2的平方之差成正比。由于K1和K2值大約相等，此差值較小。

高階匝數(shù)比或阻抗比變壓器的耐不平衡性較差。如果無法找到“合適的”變壓器，應(yīng)用的線性也有問題的話，請(qǐng)嘗試使用多個(gè)級(jí)聯(lián)變壓器或巴倫。增加一個(gè)變壓器后，二次諧波失真通常會(huì)減少，因?yàn)榈诙€(gè)變壓器會(huì)發(fā)揮作用，重新平衡之前第一個(gè)變壓器從單端轉(zhuǎn)換為差分的信號(hào)。

　　某些情況下，可用兩三個(gè)變壓器，協(xié)助在高頻率下更充分地將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)（圖4）。該方法的缺點(diǎn)是電路板空間增加、成本提高、插入損耗（即高投入驅(qū)動(dòng)能力）增大。新款高頻變壓器現(xiàn)已上市。安倫公司（Anaren）的專利設(shè)計(jì)采用無核心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，允許只采用單一設(shè)備的千兆區(qū)域帶寬擴(kuò)展。

圖4. 對(duì)于單端轉(zhuǎn)差分應(yīng)用，可在各種配置中采用多個(gè)變壓器?！?/p>

并非所有的變壓器制造商會(huì)使用同樣的方法，即使數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)格明顯類似，相同情況下變壓器的運(yùn)行情況可能也會(huì)不同。為前端設(shè)計(jì)選擇變壓器的最佳途徑是收集并了解考慮范圍內(nèi)變壓器的所有規(guī)格，并索取制造商數(shù)據(jù)手冊(cè)中沒有說明的其它主要數(shù)據(jù)項(xiàng)?；蛘?，也可使用網(wǎng)絡(luò)分析儀來衡量變壓器的性能。

　　寬頻帶的考慮因素

　　了解變壓器及其技術(shù)規(guī)格，對(duì)弄清前端電路究竟如何運(yùn)行很有幫助。本質(zhì)上講，設(shè)計(jì)寬頻帶網(wǎng)絡(luò)時(shí)，其他三個(gè)指標(biāo)也需要加以考慮：帶寬、匹配情況和PCB（印刷電路板）布局本身。每個(gè)指標(biāo)都很重要，對(duì)實(shí)現(xiàn)前端電路所需的最佳性能都有舉足輕重的作用。

　　雖然變壓器有規(guī)定的帶寬，但是前端電路設(shè)計(jì)可以限制實(shí)際提供帶寬，因?yàn)镻CB固有的和ADC內(nèi)部寄生效應(yīng)往往會(huì)使變壓器提早滾降。即使選擇了適當(dāng)?shù)淖儔浩鲙?，有些設(shè)計(jì)可能也需要比實(shí)際測(cè)量值更高的帶寬。從轉(zhuǎn)換器的角度來看，仍有大量的帶寬。但是，從前端電路設(shè)計(jì)來看，根據(jù)所用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，帶寬可能有限或需要擴(kuò)展。

　　一種擴(kuò)展變壓器帶寬的方法是：各路轉(zhuǎn)換器模擬輸入（圖5）配置低Q值電感器或高頻鐵氧體磁珠(LS)。通帶平坦度可以改變，但需要運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)重新*估。 圖5b 顯示不同值電感器與帶寬的結(jié)果。基線結(jié)果中，不存在L S。

圖5. 與轉(zhuǎn)換器的模擬端串聯(lián)的低Q電感或高頻鐵氧體磁珠可擴(kuò)展帶寬(a)。不過，這也會(huì)影響通帶紋波(b)。“基線”測(cè)量時(shí)無電感。