電路優(yōu)化技術(shù)和權(quán)衡

　　本接口電路內(nèi)的參數(shù)具有高互動(dòng)性;因此優(yōu)化電路的所有關(guān)鍵規(guī)格(帶寬、帶寬平坦度、SNR、SFDR、增益等)幾乎不可能。不過(guò)，通過(guò)變更RA和RKB，可以最大程度地減少通常發(fā)生于帶寬響應(yīng)內(nèi)的信號(hào)尖峰。

　　ADC輸入端的串聯(lián)電阻(RKB)應(yīng)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(hào)尖峰。

　　不過(guò)，增加RKB會(huì)增加信號(hào)衰減，因此放大器必須驅(qū)動(dòng)更大信號(hào)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(yīng)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(yīng)并穩(wěn)定濾波器設(shè)計(jì)，但會(huì)增加電路的插入損耗。提高該值也會(huì)減少信號(hào)尖峰。

　　上述因素的權(quán)衡可能有些困難。本設(shè)計(jì)中，每個(gè)參數(shù)權(quán)重相等;因此所選值代表了所有設(shè)計(jì)特征的接口性能。某些設(shè)計(jì)中，可根據(jù)系統(tǒng)要求選擇不同值，以?xún)?yōu)化SFDR、SNR或輸入驅(qū)動(dòng)電平。

　　本設(shè)計(jì)中的SFDR性能取決于兩個(gè)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(shè)計(jì)后獲得的，考慮了用于濾波器設(shè)計(jì)的板寄生電容和非理想元件。

　　該特定設(shè)計(jì)中可以權(quán)衡的另一因素是ADC滿(mǎn)量程設(shè)置。對(duì)于采用本設(shè)計(jì)獲得的數(shù)據(jù)，滿(mǎn)量程ADC差分輸入電壓設(shè)置為1.75 V p-p，它可以?xún)?yōu)化SFDR。將滿(mǎn)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(huì)略微降低。沿相反方向?qū)M(mǎn)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(huì)略微降低。

　　請(qǐng)注意，本設(shè)計(jì)中的信號(hào)與0.1 µF電容進(jìn)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(qǐng)參見(jiàn)AD6657A數(shù)據(jù)手冊(cè)。

　　無(wú)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(lài)于適當(dāng)?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(hào)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(qǐng)參見(jiàn)教程MT-031和MT-101。

　　低寄生表面貼裝電容、電感和電阻應(yīng)用于濾波器內(nèi)的無(wú)源元件。所選電感來(lái)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(qǐng)參見(jiàn)CN-0259設(shè)計(jì)支持包(CN0259-DesignSupport)。

　　常見(jiàn)變化

　　針對(duì)需要更少帶寬和更低功耗的應(yīng)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(píng)估與測(cè)試

　　此電路使用經(jīng)過(guò)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(duì)接高速連接器，可以快速完成設(shè)置并評(píng)估電路性能。經(jīng)過(guò)修改的AD6657AEBZ板包含依照本筆記所述進(jìn)行評(píng)估的電路，HSC-ADC-EVALCZ數(shù)據(jù)采集板配合Visual Analog評(píng)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(qǐng)參見(jiàn)用戶(hù)指南UG-232。CN-0259設(shè)計(jì)支持包中的“readme.txt”文件說(shuō)明了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)AD6657AEBZ板做出的修改。應(yīng)用筆記AN-835詳細(xì)說(shuō)明了如何設(shè)置硬件和軟件，以運(yùn)行本電路筆記所述的測(cè)試。