基本的 AAF 设计流程和指南包括:
- 适当地设置外部 ADC 端接电阻 (RTADC)。这有助于 AAF 在其所需的频率响应范围内实现“实际”阻抗。
- 根据经验或 ADC 数据表建议选择 RKB;通常情况下,该值介于 5Ω 至 50Ω 之间。
- 使用方程式 1 计算滤波器负载阻抗,使 RTADC、RKB 和 RADC 的并联和串联电阻总和位于 100Ω 至 400Ω 之间。请参阅我在上一节中的建议。
方程式 1. ZAAFL - RTADC || (RADC + 2RKB)
- 选择放大器外部串联电阻 (RA)。此值通常介于 5Ω 至 50Ω 之间。RA 有助于抑制放大器输出响应,并减少通带中不必要的峰值。
- 使用计算得出的 ZAAFL,以便放大器的总负载 (ZAL) 适合所选的特定差分放大器。请参阅上面“AAF 设计方法”部分中的步骤 1 并使用 方程式 2:
方程式 2. ZAL = 2RA + ZAAFL
请注意,ZAL 是 FDA 的特征 RL;因此,使用过高或过低的值都会对放大器的线性度产生不利影响。
- 使用方程式 3 计算滤波器源电阻:
方程式 3. ZAAFS = ZO + 2RA
- 使用滤波器设计程序设计滤波器,如果可能,使用相同的源阻抗 ZAAFS 和负载阻抗 ZAAFL。这有助于减少滤波器中的损耗量。输入/输出阻抗之间的任何不匹配都将损失 10*log(输入 Z/输出 Z)。例如,输入阻抗为 50Ω、输出阻抗为 200Ω 时,滤波器的损耗为 –6.0dB 或 10*log(50/200)。此外,使用比应用所需带宽多出或高出 10% 左右的带宽将能够满足每个应用的带宽需求,并有助于克服在滤波器实施过程中未实现的二阶和三阶寄生损耗。
在进行几次初步仿真后,快速检查电路的以下各项:
- CAAF2 & 3 的值相对于 CADC 应该足够大,这样可以更大限度地降低滤波器对 CADC 变化的敏感度。
- ZAAFL 与 ZAAFS 之比不应超过 6:7,这样滤波器才能符合大多数滤波器表和设计程序的要求。理想情况下,它们应该相同,以尽可能减少损耗,但这通常是不可能的。
- 尽量使用几皮法的 CAAF2 值,以便更大限度地降低对寄生电容和元件变化的敏感度。
- 电感器 LAAF1 和 LAAF2 应该是合理的值,并在那亨范围内。
- CAFF2 和 LAAF2 的值应该合理;选择这两个参数来优化滤波器的中心频率。有时电路仿真器会使这些值过低或过高。为了使这些值更合理,只需使这些值与保持相同谐振频率的更好的标准值元件成比例即可。
- 在千兆赫范围内设计时,尽可能使用 0201 封装样式,以便更大限度减少可能破坏滤波器特性形状或轮廓的二阶和三阶寄生效应。
某些情况下,滤波器设计程序可能会提供多个独特的解决方案,尤其是对于更高阶的滤波器。务必选择使用一组最合理元件值的解决方案。对于末端使用并联电容器的滤波器配置,还应考虑 ADC 的内部输入电容。您可能需要进行一次或两次迭代才能正确设置滤波器极点和最终带宽。