具有抗混疊濾波器和184.32 MSPS采樣速率的高性能65 MHZ帶寬四通道中頻接收機
電路優(yōu)化技術和權衡
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/131809.htm本接口電路內(nèi)的參數(shù)具有高互動性;因此優(yōu)化電路的所有關鍵規(guī)格(帶寬、帶寬平坦度、SNR、SFDR、增益等)幾乎不可能。不過,通過變更RA和RKB,可以最大程度地減少通常發(fā)生于帶寬響應內(nèi)的信號尖峰。
ADC輸入端的串聯(lián)電阻(RKB)應選擇為盡量減少任何殘余電荷注入(從ADC內(nèi)部采樣電容)造成的失真。增加此電阻也傾向減少帶內(nèi)的信號尖峰。
不過,增加RKB會增加信號衰減,因此放大器必須驅(qū)動更大信號才能填充ADC的輸入范圍。
優(yōu)化通帶平坦度的另一方法是略微變更濾波器分流電容。
ADC輸入端接電阻(2RTADC)通常應選擇為使凈ADC輸入阻抗介于200 Ω和400 Ω之間。降低該電阻可減少ADC輸入電容的效應并穩(wěn)定濾波器設計,但會增加電路的插入損耗。提高該值也會減少信號尖峰。
上述因素的權衡可能有些困難。本設計中,每個參數(shù)權重相等;因此所選值代表了所有設計特征的接口性能。某些設計中,可根據(jù)系統(tǒng)要求選擇不同值,以優(yōu)化SFDR、SNR或輸入驅(qū)動電平。
本設計中的SFDR性能取決于兩個因素:放大器和ADC接口元件值,如圖1所示。表1和圖5所示的最終SFDR性能數(shù)字是在優(yōu)化濾波器設計后獲得的,考慮了用于濾波器設計的板寄生電容和非理想元件。
該特定設計中可以權衡的另一因素是ADC滿量程設置。對于采用本設計獲得的數(shù)據(jù),滿量程ADC差分輸入電壓設置為1.75 V p-p,它可以優(yōu)化SFDR。將滿量程輸入范圍更改為2.0 V p-p可稍稍改善SNR,但SFDR性能會略微降低。沿相反方向?qū)M量程輸入范圍更改為1.5 V p-p可稍稍改善SFDR,但SNR性能會略微降低。
請注意,本設計中的信號與0.1 µF電容進行交流耦合,以阻擋放大器、其端接電阻和ADC輸入之間的共模電壓。共模電壓的詳情請參見AD6657A數(shù)據(jù)手冊。
無源元件和PCB寄生考慮因素
該電路或任何高速電路的性能都高度依賴于適當?shù)腜CB布局,包括但不限于電源旁路、受控阻抗線路(如需要)、元件布局、信號布線以及電源層和接地層。高速ADC和放大器PCB布局的詳情請參見教程MT-031和MT-101。
低寄生表面貼裝電容、電感和電阻應用于濾波器內(nèi)的無源元件。所選電感來自Coilcraft 0603CS系列。濾波器所用表面貼裝電容的穩(wěn)定性和精度是5%、C0G、0402型。
系統(tǒng)的完整文檔請參見CN-0259設計支持包(CN0259-DesignSupport)。
常見變化
針對需要更少帶寬和更低功耗的應用,可使用ADL5562差分放大器。 ADL5562的帶寬為3.3 GHz。如需更低的功耗和帶寬,還可使用 ADA4950-1。該器件的帶寬為1 GHz,僅使用10 mA的電流。
電路評估與測試
此電路使用經(jīng)過修改的EVAL-CN0259-HSCZ電路板和HSC-ADC-EVALCZ FPGA數(shù)據(jù)采集板。這兩片板具有對接高速連接器,可以快速完成設置并評估電路性能。經(jīng)過修改的AD6657AEBZ板包含依照本筆記所述進行評估的電路,HSC-ADC-EVALCZ數(shù)據(jù)采集板配合Visual Analog評估軟件和SPI控制器軟件使用,以正確控制ADC并采集數(shù)據(jù)。AD6657AEBZ板的原理圖、BOM和布局請參見用戶指南UG-232。CN-0259設計支持包中的“readme.txt”文件說明了對標準AD6657AEBZ板做出的修改。應用筆記AN-835詳細說明了如何設置硬件和軟件,以運行本電路筆記所述的測試。
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