正確選擇輸入網絡，優化高速ADC的動態性能和增益平坦度

摘要：該應用筆記論述了如何選擇適當的變壓器和無源元件，并在不犧牲高速ADC動態性能的情況下獲得較寬的輸入頻響的增益平坦度。

對于較高IF的模/數轉換器(ADC)，正確選擇板級元器件是滿足高動態性能和較寬增益平坦度的必要條件。本技術資料介紹了如何選擇輸入網絡，借助寬帶變壓器、端接電阻和濾波電容，簡化單端到差分信號轉換的設計。

本文以MAX1449為例進行說明和分析，給出了兩種可能的輸入配置。圖1表示一個典型的交流耦合、單端到差分的轉換設計。該設計使用寬帶變壓器(如Mini-Circuits的T1-1T-KK81 (200MHz))，原邊端接50Ω電阻和25Ω /22pF濾波網絡。該配置中，源阻抗為50Ω的單端輸入信號通過變壓器轉換成差分信號。50Ω原邊端接可以很好地實現信號源與變壓器之間的匹配。然而，這也意味在變壓器的原邊和副邊存在不匹配。原邊等效電阻為25Ω，但副邊存在很大的阻抗不匹配。這是因為ADC的20kΩ輸入電阻與22pF電容并聯造成的。這會影響輸入網絡的頻響特性，從而最終影響轉換器的頻響特性。變壓器的標稱漏感為25nH到100nH。結合22pF的輸入濾波電容，這將產生諧振頻率：

110MHz到215MHz之間的諧振頻率將在該頻段產生干擾尖峰。


圖 1.

圖2描述了類似的交流耦合配置，但它使用了帶有原邊端接、性能更好的寬帶變壓器(如Mini-Circuits的ADT1-1WT (800MHz))和25Ω /10pF濾波網絡。盡管ADT1-1WT的阻抗是75Ω，但較低的漏感將-1dB的頻點提升到了400MHz，而T1-1T-KK81的-1dB頻點只有50MHz。


圖2.

圖3顯示了兩種端接架構輔以變壓器和濾波網絡器件的對比結果。從圖中我們可以看到明顯的性能改善。T1-1T-KK81變壓器的輸入帶寬(藍線)在90MHz到110MHz間有大約0.5dB的增益波動，而ADT1-1WT變壓器的輸入帶寬(紫線)在300MHz內保持了0.1dB的增益波動。動態范圍(ADT1-1WT變壓器，50Ω


圖3.

原邊端接，在INP、INN輸入濾波電容為10pF)在fIN=50MHz時仍有58.4dB的SNR。盡管圖3只顯示了80MHz到260MHz (ADT1-1WT)的輸入頻率，實驗室測試結果表明，在增益波動為0.1dB范圍內輸入頻率可超過8階奈奎斯特頻率。

改善變壓器的副邊阻抗匹配可以進一步改善增益平坦度。一種方法是用副邊端接而非原邊端接。這種方法將在其它應用筆記中論述，該方案基于Maxim最近推出的MAX1122/23/24系列進行輸入網絡的設計和分析。請參考以下應用筆記鏈接，以獲得關于原、副邊端接的詳情。