什么是(转换器)频率?

问题:

我如何设计转换器前端,而不牺牲性能?

RAQ:  Issue 49

答案:

在采用转换器进行高速采样时,设计者不得不面临许多挑战。设计一个转换器前端并非易事,但下面的一些建议可指导设计者,获得一种解决方案。

转换器前端可分成基带、窄带和宽带三种类型,设计者可根据应用的要求选择其中的一种。 

在基带应用中,要求转换器的带宽从直流或几MHz到奈奎斯特频率。就相对带宽而言,这个带宽约为100 MHz或以下。这些设计可采用放大器或变压器(巴伦)。

窄带应用通常工作于高中频(IF), 这里的“窄”是相对于模数转换器的全奈奎斯特带宽而言,它们一般只在第二或第三奈奎斯特区使用5到20MHz的带宽,中心频率>=190 MHz。该设计只需使用部分奈奎斯特带宽,而未使用的带宽通常用来实现抗混叠滤波器。这类应用通常使用变压器或巴伦,但如果放大器在这些频率上有足够高的 性能,也可以使用。 

 为使用户能最大限度地利用转换器所能提供的带宽,宽带设计需使用全部奈奎斯特带宽。在这三类前端设计中,此类设计带宽最宽,也最具挑战性。这类应用所要求的带宽从直流或几MHz到几GHz。目前,这些设计通常使用宽带巴伦,但放大器在带宽和性能方面正在追赶上来。

在选定转换器后,您需要在前端放大器(有源)和变压器(无源)之间做出抉择,这受到很多权衡因素的影响,并取决于应用。这里归结为以下几点:放大器会增加 噪声、需要电源,并消耗功率,但它们并不像变压器那样增益取决于带宽,而且,在通带内有更好的增益平坦度。而变压器是无源的,因此不会增加噪声或消耗功 率,但其非对称工作方式可能会引起杂散问题。变压器不是理想器件,如果使用不当,其寄生效应会使设计不能正常工作,特别是在较高的频率上 (>100MHz)。

希望这些建议可以帮助您的设计沿着正确的方向进行。如需了解更多信息,请查阅参考资料或给我发送电子邮件。

作者

Rob Reeder

Rob Reeder

Rob Reeder是ADI公司高速转换器和RF应用部(美国北卡罗来纳州格林斯博罗)的高级系统应用工程师。他发表了大量有关各种应用的转换器接口、转换器测试和模拟信号链设计的文章。Rob曾在航空航天和防务部担任应用工程师5年之久,专注于雷达、EW和仪器仪表等各种应用领域。他曾在高速转换器产品线上任职9年。在此之前,Rob还从事过测试开发和模拟设计工作(效力于ADI多芯片产品集团),拥有5年的太空、防务和高度可靠的应用模拟信号链模块设计经验。Rob于1996年和1998年分别获得北伊利诺斯州大学(伊利诺斯迪卡尔布市)的电子工程学士(BSEE)学位和电子工程硕士(MSEE)学位。Rob晚上不写论文或在实验室研究电路时,他喜欢在健身房活动、听电子音乐、用旧木板制作家具;最重要的是和他的两个孩子一起放松自己。