摘要：本文辅导用户挑选恰当的变压器，用于高速模/数转化器(ADC)前端的信号调度。本文还论述了怎么合理挑选无源元件，在较宽的输入频率规模内改进增益的平整度，并且不会献身ADC的动态特性。文中给出了变压器原级和次级匹配的不同，详细描述了中等频率至高频运用中高速ADC规划所面对的增益平整度与动态规模的抵触问题。
本文评论一种将单端信号(一般来自通过缓冲的解调电路)转化成差分信号(以便馈入高中频ADC)的电路。这些电路运用一个宽带变压器、匹配电阻及滤波电容来完结此使命。还评论了变压器的最优匹配办法，以便坚持高速ADC的高动态规模，一起又使增益突起和带宽下降效应减至最小。
用200MHz变压器来完成单端至差分转化
咱们挑选MAX1449来示例及剖析两种或许的输入装备。图1给出一种选用宽带变压器的典型沟通耦合单端至差分转化规划计划，其间变压器选用Mini-Circuits®公司的T1-IT-KK81 (200MHz)，选用50
一次侧匹配及25/22pF滤波网络。在此结构中，来自50阻抗信号源的单端信号通过变压器后被转化成差分信号。一次侧的50匹配使信号源和变压器之间有杰出的匹配。但这一起也意味着变压器一次侧和二次侧之间的失配。从一次侧看过去是一个组合的25阻抗，而二次侧上却是一个很大的失配阻抗，即20k的ADC输入电阻并联22pF电容。这将影响输入网络的频率相应，并将终究影响转化器的频率响应。变压器的标称漏感在25nH至100nH规模内。再加上22pF的输入滤波电容，将发生一个坐落110MHz至215MHz之间的搅扰谐振频率
在这个频率邻近，将发生一个恼人的增益突起。
图1. 运用200MHz变压器将来自50信号源的单端信号转化成差分信号。
用800MHz变压器来完成单端至差分转化
图2给出一种与图1相似的沟通耦合装备，但这次是选用功能更好的宽带变压器，例如Mini-Circuits公司的ADT1-1WT (800MHz)，选用一次侧匹配和25/10pF滤波网络。虽然这种变压器具有75的阻抗，但其较低的走漏电感可取得更好的频率响应，-1dB频率高达400MHz，与之比较T1-IT-KK81则只要50MHz。
图2. 与图1相似，运用变压器将单端信号转化成差分信号，但这次是选用800MHz变压器，因此能供给更好的功能。
变压器―200MHz比照800MHz
图3给出两种匹配计划、滤波网络元件与变压器的测验成果。从图中的两条曲线可看出频响特性的明显改进。T1-IT-KK81型变压器在90MHz至110MHz之间明显地呈现了一个大约0.5dB的增益突起，而ADT1-1WT型变压器的曲线在高达300MHz的频率规模内平整度坚持在0.1dB以内。这种条件(即ADT1-1WT型变压器、50一次侧匹配以及在INP与INN上接10pF输入滤波电容)下的动态功能仍能在fIN = 90MHz频率上取得58.4dB的SNR。虽然图3中只给出80MHz至260MHz测验频率下的状况(仅对ADT1-1WT型变压器)，但实验室测验成果证明，即便在输入频率远超出第8奈奎斯特区时，其增益平整度仍能坚持在0.1dB以内。
图3. 用800MHz变压器所取得的增益平整度比用200MHz变压器所取得增益平整度有很大的改进。
对变压器二次侧的阻抗进行匹配有助于进一步进步增益平整度。办法之一是在变压器的二次侧，而非一次侧，进行匹配。
特别是关于高中频运用，匹配阻抗的方位十分要害。依据对增益平整度及动态功能的不同要求，沟通耦合输入进来的信号可在变压器的任何一侧进行匹配。宽带变压器是一种可方便快捷地在一个较宽频带大将单端信号转化成差分信号的常用器材。
一次侧匹配
咱们挑选MAX1124 (10位，250Msps)来示例不同的匹配计划及其对ADC增益带宽及动态规模的影响。咱们从一次侧匹配结构开端(图4a)，将一个50阻抗的两个别离接在变压器的顶端/底端和中心抽头之间的25电阻上(图5a)。后接0.1µF沟通耦合电容及输入滤波网络(15串联电阻及ADC输入阻抗)。现在，馈入转化器的将是一个通过杰出平衡的二次侧信号。和图4a中的装备相同，在INP与INN上没有衔接其他的输入滤波电容。选用此种装备，简直可彻底消除450MHz至550MHz频率规模内的增益突起。假如需求，还可通过将15阻隔电阻换成30来添加更多的直流衰减。虽然这种办法能使频率响应愈加平整，但也丢失了一些带宽(图5b)。
图4. 在这个一次侧匹配结构中(图4a)，变压器一次侧的杰出平衡被二次侧的不平衡破坏了，在450MHz和550MHz之间发生最大增益突起(图4b)。
图5. 将通过杰出平衡的二次侧信号馈入转化器(图5a)，可彻底消除450MHz至550MHz规模内的增益突起。一起还可添加直流衰减，使频率响应愈加平整，不过这会丢失一些带宽(图5b)。
定论
本文的评论标明，无源器材的正确挑选不仅在高速模数转化器的输入网络规划中扮演着重要人物，并且正确地运用这些器材也相同重要。例如，假如增益平整度是体系规划中的一个重要因素，则须当心防止在转化器的差分输入上发生不平衡及谐振，以保证真实地再现其动态功能。未运用输入滤波%&&&&&%的那两种结构或许会有INP及INN拾取噪声之忧，对此问题的简略剖析标明，这会导致0.2dB至0.5dB的信噪比(SNR)下降。当垂青高带宽、宽频程内的增益稳定性(平整度)以及高动态功能时，选用10位数据转化器的大多数高中频运用都能承受如此小的噪声功能下降。
