2 系统参数对系统设计的影响分析
    首先，我们在设计高速ADC采样系统电路时，重要的是要考虑到所有的参数，要把每一个元件当作前一级负载的一部份来考虑，并且当源阻抗等于负载阻抗的共轭(见图1)时，会产生最大的功率输出。

    下面重点分析系统参数对系统设计的影响：
    (1)输入阻抗：输入阻抗是系统设计的特性阻抗，大多数情况下输入阻抗为50 Ω，但可能会要求其它取值。变压器是具有很好互阻性能的器件，其允许用户根据需要耦合不同特性阻抗并且充分平衡系统的总负载。在放大器的设计电路里，阻抗被定义为输入阻抗和输出阻抗，放大器的阻抗特性不像变压器那样随频率变化。
    (2)电压驻波比(VSWR)：电压驻波比是一项无量纲参数，用来表示在有用带宽内输入功率反射到负载上的比率。当负载ADC达到满度输入时，VSWR是一项用来确定所需要的输入驱动能力的重要参数。
    (3)通带平坦度(或者增益均匀性)：通带平坦度指在规定带宽内增益响应随频率的变化量(包括正波动和负波动)，它可能会表现为波动，或者像Butterworth滤波器那样简单单调地下降，不管是哪一种情况，通常要求通带平坦度小于或等于1 dB，这对于稳定总系统增益至关重要。
    (4)输入驱动能力：输入驱动能力是由特定应用需要的系统增益决定。输入驱动能力与带宽指标密切相关，并且依赖于所选择的前端元件，例如滤波器、放大器或者变压器，它们的特性是使输入驱动能力最难达到要求水平的原因之一。
    (5)信噪比(SNR)：信噪比是在给定带宽内，满度信号的有效值与全部噪声分量平方和的平方根的对数比，但是这不包括失真分量，从前端方面来看，SNR会随着带宽、时钟抖动和增益的增加而降低，在高增益情况下，放大器在低增益时可能被忽略的噪声分量会产生明显作用。
    (6)无杂散动态范围(SFDR)：无杂散动态范围是满度值的有效值与最大杂散频谱分量的有效值之比。前端杂散有两大危害，一个是造成放大器的非线性(或者使变压器造成不理想平衡)，它主要产生二次谐波失真；另一个是输入失配，并且按照一定的增益放大这种失配(在高增益情况下，失配更加严重，并且放大寄生非线性作用)，通常将这种情况看作三次谐波失真。

3 ADC固有电路的选择对系统设计的影响分析
3．1 开关电容型ADC电路特性对系统设计的影响
    目前流行的CMOS开关电容ADC没有内置的输入缓冲器，所以其功耗比带缓冲器的ADC要低一些。外部信号源直接连接到ADC的内置开关电容采样保持(SHA)电路(见图2)。这会产生两个问题：第一，输入阻抗随时间变化，因为工作方式在采样和保持之间不断切换；第二，注入到采样电容器的电荷会反射回信号源，这可能引起驱动电路里的无源滤波器的过渡延迟。

    更为重要的是把外部网络阻抗与ADC跟踪模式阻抗匹配具有相当的难度，如图3所示，输入阻抗的实部或阻性阻抗(用蓝色线表示)在低频段(基带)非常高(在几千欧姆范围内)，在超过100 MHz的频段下降到2 kΩ以下。输入阻抗的虚部或容性阻抗(用红色线表示)，一开始从一个相当高的容性负载，然后在高频段减小大约3 pF。要匹配这样的输入阻抗是一个相当具有挑战性的设计问题，尤其是在频率高于100 MHz的情况下。

上一页  [1] [2] [3]