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选用差分放大器来代替平衡-不平衡变压器的使用规划

采用差分放大器来替代平衡-不平衡变压器的应用设计-平衡-不平衡变压器不能对来自电源的阻抗进行缓冲。在存在来自 ADC 输入采样 / 保持电路的回踢干扰能量、或者也许所选的滤波器即将引起负载难题的场合,这一点特别有意义。FDA 提供了此类优势,从而使您能够灵活地针对所需的确切电压增益进行电路的配置,同时驱动所选的阻抗并缓冲来自电源的负载。

您有没有考虑过选用差分扩大器来代替 RF/IF 信号链路中的平衡-不平衡变压器呢?假设没有,那么您应该考虑一下。尽管它们并不适用于一切的运用,可是全差分扩大器 (FDA) 供给了一些优于平衡-不平衡变压器的利益。这儿咱们列出一些问题,经过答复这些问题可帮助您确认最合适您的规划的是平衡-不平衡变压器仍是 FDA。

平衡-不平衡变压器常用于将单端信号转化为差分信号,其可在不添加噪声的一起坚持优秀的失真目标。用于高速、差分输入模数转化器ADC) 的驱动器电路便是一个常见的比方。

您的运用需求DC去耦吗?

平衡-不平衡变压器一直只进行 AC 去耦。假设您的运用需求 DC 去耦,那么最佳的挑选是选用支撑 DC 去耦的 FDA。

您的运用存在空间上的约束吗?

FDA 是集成电路。因而,与平衡-不平衡变压器比较,FDA 的规划、制作和封装其占板面积和高度要小得多。作为占板面积剖析的一部分,您还应当考虑到这样一点:在某些场合中单个 FDA 可以完结两个大得多的选用背对背装备(以下降偶次谐波失真)的平衡-不平衡变压器所承当的使命。

您的信号途径在接收器中的这一级上需求功率增益吗?

平衡-不平衡变压器不能供给功率增益。并且,当供给电压增益时,它们在升压型电压装备(选用匝数比来发生电压增益)中受制于体系的阻抗。这就使得难以在运用所需的滤波器阻抗的一起取得希望的匝数比电压增益。事实上,平衡-不平衡变压器往往具有插入损耗。FDA 在阻抗改换中供给了真实的信号增益和灵敏性。

ADC和/或滤波器需求缓冲吗?

平衡-不平衡变压器不能对来自电源的阻抗进行缓冲。在存在来自 ADC 输入采样 / 坚持电路的回踢搅扰能量、或许或许所选的滤波器行将引起负载难题的场合,这一点特别有意义。FDA 供给了此类优势,从而使您可以灵敏地针对所需的切当电压增益进行电路的装备,一起驱动所选的阻抗并缓冲来自电源的负载。

您是否关怀扩大器中的转化速率呢?

尽管平衡-不平衡变压器一般不会对转化速率施加很大的约束,可是差分扩大器相同无须约束转化速率。LMH5401FDA 可以支撑大于 17,500 V/μs 的转化速率和 80 ps 的上升时间。

您是否由于平衡-不平衡变压器是无源组件就以为它是合适您体系的最佳挑选呢?

尽管平衡-不平衡变压器是无源组件且不耗费功率,可是由于坐落 ADC 之前的下变频接收器和滤波器中的信号损耗、乃至是平衡-不平衡变压器本身中的损耗,导致在许多情况下都需求布设一个 IF 增益级。FDA 将供给您所需求的 IF 增益,并有或许革除平衡-不平衡变压器。

FDA会添加噪声吗?

比较于平衡-不平衡变压器,运用 FDA 将添加信号途径的噪声,可是在许多场合中无论如何您都需求一个 IF 扩大器。一般,RF LNA 将设定噪声功用。

FDA会约束失真功用吗?

许多规划人员都偏心运用平衡-不平衡变压器,由于他们以为其失真功用优于扩大器。在十分高的频率下(》》1 GHz)这或许是正确的,可是比方 TI 等扩大器制作商则供给了在许多常用频率下(尤其是在 DC 至 1 GHz 的频率范围内)具有优于平衡-不平衡变压器的起伏平衡和失真目标的 FDA。

比方,咱们的LMH5401FDA 可在 100 MHz 频率下供给 》60dBc 的平衡差错,而在 1 GHz 频率下则挨近 50dBc。这供给了大约 100dBc(在 100 MHz)和大约 60dBc(在 1 GHz)的谐波失真。请参见图 1,以了解有关起伏平衡差错的更多概况。

选用差分扩大器来代替平衡-不平衡变压器的运用规划

图1:LMH5401在履行单端至差分转化时的平衡差错

粗略地讲,LM5401 和LM3401具有驱动 16 位 ADC(在高达约 300 MHz)、14 位 ADC(在高达约 500 MHz)、12 位 ADC(在高达约 1 GHz)、以及 8 位和 10 位 ADC(在高达 2 GHz)所必需的失真功用。

所以,总的说来,FDA 可在单颗芯片内集成两种或三种功用 ― IF 扩大器及一个或两个平衡-不平衡变压器 ― 一起改进 IF 扩大功用并完成低功耗、较小的尺度、较高的带宽和杰出的失真目标。这一点即便在单端至差分装备中也不破例。

图 2 示出了一款选用“有源平衡-不平衡变压器”装备的典型运用电路,其由LMH5401FDA 在一个 GSPS ADC(比方:12 位、4 GSPS RF 采样ADC12J4000)之前供给增益、缓冲和单端至差分转化。

图2:显现有源平衡-不平衡变压器装备的LMH5401运用电路

下表给出了平衡-不平衡变压器和 FDA 的某些优缺点的快速参阅。

所以,当下一次您需求驱动一个高速、差分输入 ADC 时,必须考虑选用比方LMH3401或LMH5401等 FDA。关于 1 GHz 以下的许多运用来说,FDA 不只将缩短您的物料清单,并且还可供给较宽的带宽支撑、较小的尺度、DC 耦合及简化的规划。

责任编辑:gt

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