ZHCT528 May 2024 ADC12DJ5200RF
5 AAF 设计示例
图 4 中所示的设计示例电路是一个宽带低通接收器前端，基于米6体育平台手机版_好二三四 (TI) TRF1208 10MHz 至 11GHz、3dB 带宽的单端转差分放大器和 TI ADC12DJ5200RF 射频 (RF) 采样 12 位双通道 5.2GSPS ADC。我根据放大器和 ADC 的性能和接口要求优化了三阶巴特沃斯 AAF；滤波器网络和其他元件引起的总插入损耗小于 6dB。在这种交流耦合设计中，0.1µF 电容器可阻断放大器、其端接电阻器和 ADC 输入之间的共模电压。
10MHz 至 11GHz TRF1208 差分放大器接受单端输入，并将其转换为以 16dB 增益运行的差分信号，以补偿滤波器网络的插入损耗，从而提供 +7.8dB 的总体信号增益。
–6.8dBm 的输入信号在 ADC 输入端产生满量程 800mV 峰峰值差分信号。
整个电路的带宽为 2.34GHz，通带平坦度小于 3dB。使用 534MHz 模拟输入频率测量的 SNR 和 SFDR 分别为 52.5dBFS 和 71.4dBFS。采样频率为 5.2GSPS，从而创建一个覆盖 10MHz 至 2.5GHz 之间整个第一奈奎斯特区域的宽带低通滤波器。图 4 展示了为最终滤波器无源器件选择的值（根据实际电路寄生调整后）。
使用标准滤波器设计程序，AAF 设计为三阶巴特沃斯滤波器，差分源阻抗 (ZAAFS) 为 39Ω (2 ´ 18Ω + 3Ω)，差分负载阻抗为 103Ω (ZAAFL)，截止频率为 2.4GHz。由于仿真中需要更高的串联电感值，考虑到布局中固有的布线电感，我将这些电感器减少到 3nH，并将仿真中最初的 1.8pF 接地电容按比例增至 2.2pF，从而有助于在要求的 2.4GHz 附近保持适当的滚降。
在这种情况下，为了实现净性能，TRF1208 没有反向端接，净差分阻抗负载为 139Ω (ZAL)。采用 18Ω 串联电阻可将滤波电容与放大器输出隔离。要进一步了解 FDA 的阻抗，您可以下载 S 参数。
将 15Ω 电阻器与 ADC 输入串联安装可隔离滤波器和放大器的内部开关瞬态，并为 FDA 提供必需的特征负载。
根据数据表，我使用了 ADC 的 100Ω 输入阻抗。要进一步了解 ADC 的阻抗，请下载 S 参数。
图 4 FDA、AAF、ADC 宽带接收器前端设计（简化原理图）。表 2 总结了系统的测量性能，其中网络的总插入损耗约为 5.8dB。
| –1dBFS（FS = 0.8V 峰峰值）、采样速率 = 5.2GSPS、JMODE 3 时的性能规格 | 最终结果 |
|---|---|
| 截止频率 | 2,340MHz |
| 通带平坦度（10MHz 至 2.2GHz） | <3.0dB |
| 534MHz 时的 SNR 满量程 | 52.5dBFS |
| 534MHz 时的 SFDR | 71.4dBFS |
| 534MHz 时的 H2/H3 | –71.4dBFS/–73.0dBFS |
| 534MHz 时的总体增益 | +7.8dB |
| 534MHz 时的输入驱动 | -12.8dBm (−6dBFS) |
图 5 展示了生成的 FDA、AAF 和 ADC 信号链的组合频率响应。
图 5 通带平坦度性能与频率间的关系。图 6 分别展示了 SNR 和 SFDR 性能与频率间的关系。
图 6 SNR/SFDR 性能与频率间的关系，采样速率 = 5.2GSPS。