對(duì)于通信應(yīng)用差分電路設(shè)計(jì)技術(shù)

圖13：信號(hào)鏈性能表。對(duì)于單端拓?fù)洌褂梅匠碳?jí)聯(lián)噪聲系數(shù)和IIP3，也能夠計(jì)算輸入稱為RF性能。對(duì)于本例的輸入?yún)⒖糏IP3為18.8 dBm的和噪聲系數(shù)(NF)是11.4分貝。這導(dǎo)致在76分貝的SFDR(無雜散動(dòng)態(tài)范圍)，用于5MHz的帶寬分析。級(jí)聯(lián)功率增益為14.7分貝的輸入?yún)⒖嫉?10.7 dBm的滿量程。使用相同的公式計(jì)算的差分方法的結(jié)果在以下的輸入?yún)⒖糝F性能：輸入?yún)⒖糏IP3為21.5 dBm的13.7 dB的噪聲系數(shù)。這導(dǎo)致76.5 dB的無雜散動(dòng)態(tài)范圍為5 MHz分析帶寬，級(jí)聯(lián)的功率增益14分貝，以及輸入?yún)⒖紳M刻度為-10 dBm的。對(duì)于這兩種方法中的數(shù)字是非常相似的。然而，主動(dòng)，差分方法具有較高的失真性能，具有噪聲系數(shù)稍高。此外，無雜散動(dòng)態(tài)范圍與積極配置高。請(qǐng)記住，輸入?yún)⒖紳M量程為單端方式將只有6 dBm的不IF放大器。還應(yīng)當(dāng)指出的是，差的抗混疊濾波器將需要兩倍的系列元件作為單端的方法。盡管如此，被動(dòng)接口往往需要更多的阻性填充和從上游驅(qū)動(dòng)器，這通常意味著更高的電源電流需要更高的輸出功率。同時(shí)認(rèn)為，單端驅(qū)動(dòng)放大器往往有更壞的偶次諧波失真和CMRR和PSRR。因此，通過消除ADC驅(qū)動(dòng)器，放大的需求正在移動(dòng)的上游。鑒別的方法是基于對(duì)整體性能的合理選擇。

圖14：ADL5562主要規(guī)格和功能。所述ADL5562是一個(gè)裝置，它采用了偶次消除差分的方法的優(yōu)勢，以減少失真的一個(gè)例子。它是用于RF和IF應(yīng)用優(yōu)化的高性能差分放大器。該放大器提供了2.1納伏/√Hz的低噪聲和低失真性能在很寬的頻率范圍，使其成為理想的驅(qū)動(dòng)高速8位至16位ADC。該ADL5562提供6 dB，12個(gè)分貝，15.5分貝三個(gè)增益電平通過引腳strappable配置。如果在單端輸入配置所使用的，增益被降低到5.6 dB時(shí)，11.1分貝，14.1分貝。該設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化，寬帶，低失真性能。這些屬性，其可調(diào)增益功能一起，使這對(duì)通用IF和寬帶應(yīng)用中的低失真，低噪聲，低功耗是至關(guān)重要的一個(gè)不錯(cuò)的選擇。所述ADL5562也為回轉(zhuǎn)速度，帶寬和寬帶失真的良好組合，使其能夠驅(qū)動(dòng)各種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并使其適合于驅(qū)動(dòng)混頻器，PIN二極管衰減器，SAW過濾器，和多元件分立設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。

圖15：ADL5562諧波失真曲線圖。在圖15中的曲線圖顯示所產(chǎn)生的第二和第三次諧波時(shí)，ADL5562配置為單端和差分拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。雖然在單端模式的失真性能非常低，有與差分操作偶次性能具有明顯的優(yōu)勢。在單端模式下，ADL5562具有二階-82 dBc的諧波值在100MHz。在差分操作中，該裝置具有較低的第二次諧波的值，小于-100 dBc的以相同的頻率。另外，改進(jìn)對(duì)輸出1 dB壓縮點(diǎn)和OIP3大約6 dB的可以從同一電源軌的差分拓?fù)淇梢灶A(yù)期的。

圖16：ADI公司的差分放大器產(chǎn)品系列。該ADL5562是許多差分放大器的ADI公司廣泛的產(chǎn)品組合之一。是否要求是驅(qū)動(dòng)差分輸入的ADC，或者發(fā)送和接收的信號(hào)在長距離電纜長度，ADI具有差分放大器，以滿足需要。該放大器采用固定增益，或增益控制的三種基本類型：電阻設(shè)置增益，串行和并行數(shù)字控制，或針strappable增益選擇。

圖17：AD8375 / 6鍵規(guī)格和功能。該AD8375是一款數(shù)字控制，可變?cè)鲆鎸拵挿糯笃?，可提供精確的增益控制，高OIP3和低噪聲系數(shù)。該AD8376是AD8375的雙通道版本; 2的VGA的單5 x 5毫米封裝。都提供優(yōu)異的失真性能和高帶寬信號(hào)，使之成為一個(gè)良好的增益控制裝置，適用于各種接收器應(yīng)用。這些可變?cè)鲆娣糯笃魈峁? dB的分辨率廣泛24分貝增益范圍。采用先進(jìn)的高速SiGe工藝，集成專有失真消除技術(shù)，在AD8376達(dá)到50 dBm的OIP3輸出在200兆赫。

圖18：進(jìn)化差分接收器架構(gòu)。接收器的不斷發(fā)展，越來越多地使用差分元件。這種演變開始在ADC，并逐漸向上移動(dòng)的信號(hào)鏈。在過去，信號(hào)應(yīng)用程序問題和有限的高性能差動(dòng)RF積木可用性導(dǎo)致單端的或部分差分信號(hào)鏈。正如前面所討論的，一個(gè)偏微分信號(hào)鏈的一個(gè)實(shí)例是設(shè)計(jì)者的選擇以省略一個(gè)差分ADC驅(qū)動(dòng)，并使用單端設(shè)備到一個(gè)變壓器到ADC。雖然這提供了一個(gè)簡單的解決方案，對(duì)性能的需求被簡單地推向上游。除了消耗更高的功率，單端驅(qū)動(dòng)放大器解決方案往往有更壞的偶數(shù)階失真，CMRR和PSRR。此處示出的接收器信號(hào)鏈?zhǔn)峭ǔＳ糜诮邮諉味薘F輸入和差分輸出的架構(gòu)。單端和差分操作之間的分界線似乎已經(jīng)定居在混頻器，射頻部件，如仍然提供作為單端組件LNA。最SAW濾波器和混頻器核心也是天然差動(dòng)電路，但是它們被轉(zhuǎn)換為單端由于應(yīng)用局限性。多年來，雙平衡混頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一直采用蜂窩應(yīng)用，由于其高線性度性能。不幸的是，用于連接信號(hào)的混合核心，以保持系統(tǒng)差的傳統(tǒng)變壓器網(wǎng)絡(luò)，消耗大量的電路板空間，并添加顯著設(shè)計(jì)成本。

圖19：ADL5355主要規(guī)格和功能。在集成RF電路技術(shù)的最新進(jìn)展已經(jīng)允許用單端RF輸入易于使用射頻塊設(shè)計(jì)差分IF輸出。在ADI ADL5355混合器是混合了單端RF輸入到一個(gè)差分IF輸出的裝置的一個(gè)例子。它允許以保持在一個(gè)固執(zhí)的單端世界固有的差異化優(yōu)勢。該ADL5355框圖顯示，所有三個(gè)內(nèi)部混頻器端口差分。為了便于使用，在RF和LO端口正在使用的變壓器連接到外界，允許一個(gè)單端接口。相比之下，IF輸出端口，它包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)放大器是差分的，為200歐姆的輸出阻抗，以便于連接到差動(dòng)SAW濾波器。 LO和RF巴倫的整合(平衡至不平衡變壓器)限制了裝置的工作頻率范圍內(nèi)，需要家庭在蜂窩頻率范圍操作中指定的設(shè)備。其結(jié)果是，該裝置的輸入頻率范圍被限制為1200兆赫至2500兆赫的低邊LO的范圍內(nèi);即，LO頻率其總是小于RF頻率。

圖20：ADI公司的高線性接收器組合。因?yàn)槠胶?- 不平衡變換器的集成限制混頻器的工作頻率，ADI提供一個(gè)大家族，涵蓋流行頻率設(shè)備。注意到某些在圖20表中的設(shè)備具有非常寬的頻率范圍。這些設(shè)備確實(shí)有寬的頻率范圍內(nèi)，但他們要求在其LO和RF端口以獲得最佳性能的外部不平衡變壓器。

圖21：無線電設(shè)計(jì)要求和級(jí)差收益?？傊?，差分性能優(yōu)勢是一個(gè)必要的現(xiàn)代通信系統(tǒng)，其嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求在阻斷的面完善的性能，信號(hào)失真，和靈敏度退化。為了滿足這種需求，不斷變化的差分信號(hào)通路提供了高動(dòng)態(tài)范圍，高輸入線性和低噪聲，在其他好處。 ADI公司提供的差分RF元件的廣泛產(chǎn)品組合帶來了由進(jìn)步集成射頻電路技術(shù)。高性能差分射頻構(gòu)建模塊的供應(yīng)量增加使得在最嚴(yán)苛的無線蜂窩應(yīng)用可應(yīng)用于高性能接收機(jī)設(shè)計(jì)的差分架構(gòu)。