改善無源寬帶ADC前端網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計

　　把公式7代入公式3，并再次運用公式14的三角恒等式。我們看到公式8中，此時二次諧波與幅度K1和K2的平方之差成正比，即：

　　相位不平衡

　　假設(shè)現(xiàn)在兩個輸入信號之間相位不平衡，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，請嘗試使用多個級聯(lián)變壓器或巴倫。增加一個變壓器后，二次諧波失真通常會減少，因為第二個變壓器會發(fā)揮作用，重新平衡之前第一個變壓器從單端轉(zhuǎn)換為差分的信號。

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

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

并非所有的變壓器制造商會使用同樣的方法，即使數(shù)據(jù)手冊規(guī)格明顯類似，相同情況下變壓器的運行情況可能也會不同。為前端設(shè)計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)手冊中沒有說明的其它主要數(shù)據(jù)項?；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，對弄清前端電路究竟如何運行很有幫助。本質(zhì)上講，設(shè)計寬頻帶網(wǎng)絡(luò)時，其他三個指標也需要加以考慮：帶寬、匹配情況和PCB（印刷電路板）布局本身。每個指標都很重要，對實現(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)計可以限制實際提供帶寬，因為PCB固有的和ADC內(nèi)部寄生效應(yīng)往往會使變壓器提早滾降。即使選擇了適當?shù)淖儔浩鲙挘行┰O(shè)計可能也需要比實際測量值更高的帶寬。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)計來看，根據(jù)所用的拓撲結(jié)構(gòu)，帶寬可能有限或需要擴展。

　　一種擴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，但需要運用這項技術(shù)重新*估。 圖5b 顯示不同值電感器與帶寬的結(jié)果?；€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展帶寬(a)。不過，這也會影響通帶紋波(b)。“基線”測量時無電感。