基本的 AAF 設計程序與準則如下:
- 正確設定外部 ADC 終端電阻 (RTADC)。這有助於 AAF 在所需的頻率響應中實現「真實」阻抗。
- 根據經驗或 ADC 產品規格書建議選取 RKB;此值一般介於 5Ω 與 50Ω 之間。
- 使用 方程式 1 計算濾波器負載阻抗,讓 RTADC、RKB 和 RADC 的彙總並聯與串聯組合值介於 100Ω 與 400Ω 之間。請參閱上一節中提出的建議。
方程式 1. ZAAFL - RTADC || (RADC + 2RKB)
- 選取放大器外部串聯電阻器 (RA)。此值通常介於 5Ω 與 50Ω 之間。RA 有助於抑制放大器輸出響應,並減少通帶中不必要的峰值。
- 使用計算出的 ZAAFL,讓放大器顯示的總負載 (ZAL) 為特定所選差動放大器的最佳化值。請參閱上述「AAF 設計方法」一節中的步驟 1,並使用 方程式 2:
方程式 2. ZAL = 2RA + ZAAFL
切記,ZAL 是 FDA 的特性 RL;因此,使用過高或過低的值可能會對放大器線性產生不利影響。
- 使用 方程式 3 計算濾波器來源電阻:
方程式 3. ZAAFS = ZO + 2RA
- 使用濾波器設計方案,運用相同的來源與負載阻抗 (可能的話請使用 ZAAFS 和 ZAAFL) 來設計濾波器。這有助於減少濾波器的損耗量。若輸入/輸出阻抗有任何不相符情形,皆會導致損失 10*log(輸入 Z/輸出 Z)。例如,假設輸入阻抗爲 50Ω,而輸出阻抗爲 200Ω,則濾波器會損失 –6.0dB 或 10*log(50/200)。此外,若使用高於應用所需頻寬約 10% 以上的頻寬,可確保涵蓋每個應用項目的預期頻寬,並協助克服在濾波器實作程序期間未實現的所有二階與三階寄生損失。
執行幾個初步模擬後,請快速檢閱電路以瞭解下列項目:
- CAAF2 & 3 的值應相對於 CADC 而言足夠大,以將濾波器對 CADC 變異的靈敏度降至最低。
- ZAAFL 與 ZAAFS 的比率不應超過 6 比 7,以讓濾波器處於大多數濾波器選表格和設計方案的限制範圍內。其在理想狀況下應相同以將損失降至最低,但這通常不可能做到。
- 盡可能在數皮法拉範圍內使用 CAAF2 值,以將對寄生電容和元件變化的靈敏度降到最低。
- 電感器 LAAF1 和 LAAF2 應爲合理值,且應處於毫微亨範圍內。
- CAFF2 與 LAAF2 的值應爲合理值;選取這兩個參數以最佳化濾波器的中心頻率。電路模擬器有時會使這些值過低或過高。若要讓這些值更為合理,只需使用更理想的標準值元件維持相同共振頻率,將這些值比例化計算即可。
- 在 GHz 範圍內進行設計時請盡量使用 0201 封裝樣式,以將可能干擾濾波器字元形狀或輪廓的二階和三階寄生效應降到最低。
在某些情況下,濾波器設計方案可能會提供多個獨特的解決方案,特別是針對高階濾波器。一律選擇使用最合理組件值集的解決方案。針對以分流電容器收尾的濾波器配置,也需考量 ADC 的內部輸入電容。您可能需要反覆多次作業,方可正確設定濾波器極與終極頻寬。