ADI专家：宽带ADC前端设计注意事项

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更新于2009-10-20 18:09:32

在基带应用中，当采用放大器驱动带缓冲器或不带缓冲器的ADC时，设计将变得相当简单（见图13）。只要保证与ADC共同分担放大器的共模电压就可以使用一个简单的低通滤波器滤掉有无用的宽带噪声（见图a）。对于中频应用（见图b和图c），其匹配网络跟基带的情况非常相似，但是通常会有轻度下降。如果需要，可以在放大器的输出使用电感器或铁氧体磁珠以扩大带宽。

但是，通常没有必要这样做，因为放大器的特性在有用带宽内变化很小，不像变压器那样变化较大。对于窄带应用或共振应用（见图d），滤波器与放大器的输出阻抗相匹配，抵消了ADC的输入电容。通常，使用多极滤波器用来滤除有用频段之外的宽带噪声。

图13.采用放大器驱动的ADC的前端的设计方案

问：请你总结一下设计要点好吗？

答：当面对一项设计时，请记住：

了解设计的困难程度。
排列你设计中的重要参数。
当确定变压器或放大器上的总负载时，应包括ADC的输入阻抗和输入电路的外部元件。

当选择变压器的时候，要牢记：

不是所有的变压器都做得一样。
了解变压器的技术指标。
向变压器制造商索要未给出的参数和仿真模型。
高IF设计对变压器的相位不平衡性很敏感。
甚高IF设计可能需要两个变压器或不平衡变压器来抑制偶次谐波失真。

当选择放大器的时候，要牢记：

注意噪声技术指标。
了解放大器的技术指标。
对低IF或基带频率设计，使用AD8138/AD8139。
对中IF设计，使用ADA4937。
对高IF设计，使用AD8352。
放大器对不平衡性不那么敏感，所以可自动抑制偶次谐波失真。
有些放大器可以将直流信号耦合到ADC的输入端，例如，AD8136/AD8139和ADA4937/ADA4938
放大器具有将输入信号源与输出负载隔离的作用，所以对于处理对输入信号源敏感的应用，放大器比变压器更适用。
放大器可以驱动长距离的负载，特别是当系统要求将一个设计化分成两块或更多块PCB板时特别有用。
放大器可能会要求另外的电源，这样会增加系统的功率要求。

当选择ADC的时候，要牢记：

ADC是否有内置的缓冲器？
带开关电容的ADC的输入阻抗是时变的，对于高IF设计来说比较困难。
如果使用不带缓冲器的ADC，输入匹配总是采用跟踪模式。
带缓冲器的ADC即使是在高IF频段也容易设计。
带缓冲器的ADC趋向于功耗较大。

最后：

用任何类型的ADC完成基带设计都是最容易的。
使用铁氧体磁珠或低Q值的电感器来消除带开关电容ADC的输入电容。这样可以使输入带宽最大，改善输入匹配，维持优良的SFDR。
为了处理高IF设计，可能需要两个变压器。

问：请推荐一些进一步阅读的参考资料好吗？

A. 应用笔记

AN-742, Frequency-Domain Response of Switched-Capacitor ADCs.
AN-827, A Resonant Approach to Interfacing Amplifiers to Switched-Capacitor ADCs.

B. 技术文章

Reeder, Rob. “Transformer-Coupled Front-End for Wideband A/D Converters.” Analog Dialogue 39-2. 2005. pp. 3-6.
Reeder, Rob, Mark Looney, and Jim Hand. “Pushing the State of the Art with Multichannel A/D Converters.” Analog Dialogue 39-2. 2005. pp. 7-10.
Kester, Walt. “Which ADC Architecture Is Right for Your Application?” Analog Dialogue 39-2. 2005. pp. 11-18.
Reeder, Rob and Ramya Ramachandran. “Wideband A/D Converter Front-End Design Considerations—When to Use a Double Transformer Configuration.” Analog Dialogue 40-3. 2006. pp. 19-22.

C. 技术资料

AD9246, 80-/105-/125-MSPS 14-Bit, 1.8-V, Switched-Capacitor ADC
AD9445 105-/125-MSPS 14-Bit, 5-/3.3-V, Buffered ADC
AD9446 16-Bit, 80-/100-MSPS Buffered ADC
AD8138 Low-Distortion Differential ADC Driver
AD8139 Ultralow Noise Fully Differential ADC Driver
AD8350 1.0-GHz Differential Amplifier
AD8351 Low-Distortion Fully Differential RF/IF Amplifier
AD8352 2-GHz Ultralow Distortion Differential RF/IF Amplifier
ADA4937 Ultralow Distortion Differential ADC Driver
ADA4938 Ultralow Distortion Differential ADC Driver
ADC Switched-Capacitor Input Impedance Data (S-parameters) for AD9215, AD9226, AD9235, AD9236, AD9237, AD9244, AD9245.
Go to their Web pages, click on Evaluation Boards, upload Microsoft Excel spreadsheet.

文章出处：ADI技术论坛

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