电路功能及优点

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图1所示的电路是基于超高动态范围差分放大器驱动器ADL5565和11位、200 MSPS四通道中频接收机AD6657A的65 MHz带宽接收机前端。

根据放大器和中频接收器的性能和接口要求，优化了四阶巴特沃兹抗混合滤波器。滤波器网络等阻力元件的总插入损耗仅为2.0 dB。电路带宽为65 MHz，190低通滤波器 MHz下具有1 dB带宽，在210 MHz下具有3 dB带宽dB。

该电路专门处理140 MHz采样速率为184.32 MSPS的65 MHz优化带宽中频信号。 MHz频段内采用140 MHz测量模拟输入SNR和SFDR分别为70.1 dBFS和80.9 dBc。

图1:增益、损耗和信号电平10 MHz下测得值

电AD公司路描述

图1所示的电路接受单端输入并使用宽带宽 GHz） M/A-COM ECT1-1-13M 1:1变压器将其转换为差分信号。 ADL5565 6.0 GHz6.差分放大器 dB增益工作时2000 Ω差分输入阻抗采用12 dB工作时间为100 Ω，采用15.5 dB工作时间为67 Ω。

ADL5565是 AD6657A理想的驱动器可以通过低通想的驱动器ADC实现全差分架构，提供良好的高频共模抑制，尽量减少二阶失真产品。 ADL5565根据输入连接提供6 dB、12 dB和15.5 dB的增益。使用6 dB增益补偿滤波器网络和变压器(约2).1 dB）插入损耗为4.0 dB总信号增益。增益也有助于将放大器的噪声影响降到最低。

AD6657A它是一种四通道中频接收机，其中每一个都ADC输出从内部连接到数字噪声整形再量化器（NSR）模块。集成NSR电路可以提高奈奎斯特带宽内较小频段的信噪比（SNR）性能。

可以对NSR编程模块以提供22%、33%或36%的带宽。对于本电路笔记中使用的数据，采样率为184.32 MSPS，且以下NSR设置适用：

NSR带宽 = 36%

调谐字（TW） = 12

左频带边缘 = 11.06 MHz（输入 = 173.26 MHz）

中心频率 = 44.24 MHz（输入 = 140.08 MHz）

右频带边缘 = 77.41 MHz（输入 = 106.91 MHz）

NSR请参见模块的详细工作原理 AD6657A数据手册。

抗混叠滤波器采用标准滤波器设计程序(本例中Agilent ADS）四阶巴特沃兹低通滤波器的设计。选择巴特沃兹滤波器是因为它有平坦的响应。四阶滤波器产生1.03交流噪声带宽比。其他滤波器可以设计Nuhertz Technologies （ http://www.nuhertz.com/filter）或Quite Universal Circuit Simulator （Qucs） SimulaTIon （http://www.qucs.sourceforge.net）获得。

为实现最佳性能，ADL5565应载入至少200 Ω净差负载 Ω串联电阻将滤波器电容与放大器输出隔离，并在添加下游阻抗时产生249 Ω净负载阻抗。

15 Ω电阻与ADC输入串联，将内部开关与滤波器和放大器分离。 Ω电阻与ADC并联，用于减少ADC输入阻抗使性能更具可预测性。

AD6657A差输入阻抗和2.2 pF并联，约为2.4 kΩ。输入这类开关电容器ADC，实际与虚拟部分和输入频率之间的函数关系。详见应用笔记AN-742。

巴特沃兹四级滤波器采用50级 Ω的源阻抗、209 Ω负载阻抗和190 MHz的3 dB带宽设计。滤波器的最终电路值。从滤波器程序中产生的值。选择滤波器无源元件的值是最接近程序生成值的标准值。ADC的内部 2.2 pF电容器用作滤波器设计的最终分流电容器。

从这个设计可以看出，获得最佳性能有时可以是迭代过程。滤波器的程序设计值非常接近最终值，但由于一些板寄生电容器，滤波器的最终值略有不同。图3显示了滤波器的最终设计值。

图2. 巴特沃兹滤波器的滤波器程序初步设计，ZS = 50 Ω，ZL = 209 Ω，FC = 190

图3. 巴特沃兹滤波器的最终设计值，ZS = 50 Ω，ZL = 209 Ω，FC = 190 MHz

表1总结了系统的测量性能，其中3 dB带宽为210 MHz。网络总插入损耗约为2 dB。图4显示最终滤波器电路的带宽响应，图5显示SNR和SFDR性能。

表1. 电路的测定性能

图4. 通带平整度性能与输入频率的关系

图5. SNR/SFDR性能与输入频率的关系

滤波器及接口设计程序

本节介绍放大器/放大器/ADC设计滤波器接口的常用方法。为实现最佳性能(带宽，SNR、SFDR等)，放大器和ADC对一般电路形成一些设计限制：

放大器应参考数据手册推荐的正确直流负载，以获得最佳性能。

正确数量的串联电阻必须用于放大器和滤波器的负载之间。这是为了防止通带的不良信号峰值。

ADC输入应通过外部并联电阻减少，并使用正确的串联电阻ADC隔离滤波器。这种串联电阻也会降低信号峰值。

这种设计倾向于使用大多数高速公路ADC输入阻抗相对较高，驱动源相对较低，滤波器插入损耗最小。

请参电路笔记 CN-0227 和 CN-0238。

电路优化技术与权衡

本接口电路中的参数具有较高的互动性；因此，优化电路的所有关键规格（带宽、带宽平整度、SNR、SFDR、增益等)几乎不可能。然而，通过变化RA和RKB，通常发生在带宽响应中的信号尖峰可以最大限度地减少。

ADC串联电阻的输入端（RKB）从ADC内部采样电容）造成的失真。增加此电阻也倾向减少带内的信号尖峰。

不过，增加RKB它会增加信号衰减，因此放大器必须驱动更大的信号来填充ADC输入范围。

另一种优化通带平整度的方法是稍微改变滤波器分流电容。

ADC输入端接电阻(2RTADC）通常选择使净ADC输入阻抗介于200 Ω和400 Ω之间。降低电阻可以减少。ADC输入电容器的效果和滤波器设计的稳定性，但会增加电路的插入损耗。增加值也会降低信号峰值。

平衡上述因素可能很困难。在本设计中，每个参数的权重相等；因此，所选值代表了所有设计特征的接口性能。在某些设计中，可根据系统要求选择不同的值进行优化SFDR、SNR或输入驱动电平。

本设计中的SFDR性能取决于两个因素：放大器和ADC接口元件值，。表1和图5所示的最终SFDR优化滤波器设计后获得性能数字，考虑了滤波器设计的板寄生电容和非理想元件。

在特定设计中权衡的另一个因素是ADC满量程设置。本设计获得的数据满量程ADC差分输入电压设置为1.75 V p-p，它可以优化SFDR。将满量程输入范围改为2.0 V p-p可稍稍改善SNR，但SFDR性能会略有下降。沿相反方向将满量程输入范围更改为1.5 V p-p可稍稍改善SFDR，但SNR性能会略有下降。

请注意，本设计中的信号和0.1 µF交流耦合电容器以阻挡放大器、端接电阻和ADC输入之间的共模电压。共模电压详见AD6657A数据手册。

无源元件和PCB考虑寄生因素

该电路或任何高速电路的性能都高度依赖于适当的性能PCB布局包括但不限于电源旁路、控制阻抗线(如需)、元件布局、信号布线、电源层和接地层。ADC和放大器PCB详见教程MT-031和MT-101。

滤波器中的无源元件应用于低寄生表面的电容、电感和电阻。所选电感来自Coilcraft 0603CS系列。滤波器表面贴装电容的稳定性和精度为5%，C0G、0402型。

请参见系统的完整文档CN-0259设计支持包（CN0259-DesignSupport）。

常见变化

可用于需要更少带宽和更低功耗的应用ADL5562差分放大器。 ADL5562的带宽为3.3 GHz。如果需要更低的功耗和带宽，也可以使用 ADA4950-1。该装置的带宽为1 GHz，仅使用10 mA的电流。