Специалисты компании AnalogDevices предлагают типовые решения применения ИМС. Использование таких рекомендаций позволяет ускорить создание новых изделий. Одно из таких решений рассмотрено в настоящей статье.
Дифференциальный высокочастотный усилитель AD8352 может быть использован в качестве симметричного или несимметричного драйвера быстродействующих АЦП. Усилитель AD8352 имеет необходимый коэффициент усиления, малый уровень искажений, позволяет обеспечить гальваническую развязку АЦП и источника входного сигнала.
На рис. 1, 2 приведены схемы симметричного и несимметричного драйверов на основе усилителя AD8352 для АЦП AD9445 — 14-разрядного преобразователя с максимальной частотой выборки 105 МГц. Симметричный драйвер (рис. 1) обеспечивает входной импеданс 49.9 Ом, что хорошо согласуется с выходным сопротивлением источника сигнала, равным 50 Ом в широкой полосе частот. Резисторы сопротивлением 24 Ом на выходе драйвера используются для его развязки от входной емкости АЦП. Характеристики искажений, вносимых симметричным драйвером однотонального и двухтонального сигналов, полученные с помощью БПФ-преобразования, приведены соответственно на рис. 3 и 4.
Рис. 1. Симметричный драйвер АЦП AD9445
Рис. 2. Несимметричный драйвер АЦП AD9445
Рис. 3. Уровень искажений однотонального сигнала (симметричный драйвер, частота входного сигнала 100 МГц, Ку=10 дБ, частота выборки 105 МГц)
Рис. 4. Уровень искажений двухтонального сигнала (симметричный драйвер, частота входного двухтонального сигнала 98 и 101 МГц, Ку=10 дБ, частота выборки 105 МГц)
Для ослабления отраженной волны в несимметричном драйвере параллельно внешнему резистору (24.9 Ом) и резистору RN (200 Ом) включен резистор сопротивлением 64.9 Ом, что обеспечивает согласование входного импеданса с выходным сопротивлением источника сигнала, равным 50 Ом. Отметим, что резистор RN используется для ослабления гармоник второго порядка. Уровень искажений несимметричного драйвера практически такой же, как и уровень искажений симметричного (рис. 3 и 4), однако использование последнего не требует включения на входе драйвера ВЧ-транс- форматора.
Коэффициент усиления симметричного и несимметричного драйверов регулируется резистором RG, причем параллельно включенные с ним резистор RD и емкость CD ослабляют уровень искажений этих драйверов.
Дифференциальное входное сопротивление АЦП AD9445 составляет 2 кОм, входная дифференциальная емкость 5 пФ при размахе входного сигнала 2 В и опорном напряжении UREF=1 В. Драйвер обеспечивает требуемый размах переменного сигнала на входе АЦП, который составляет 3.5 В. Наличие в ИМС AD8352 вывода VCM позволяет осуществлять сдвиг входного и, соответственно, выходного синфазного сигналов. Чем больше коэффициент усиления драйвера, тем меньше отношение сигнал/шум на выходе АЦП. При увеличении коэффициента усиления до 10 на частоте выходного сигнала 10 МГц сигнал/шум уменьшается на 3 дБ. Однако, если правильно подобрать параметры RDCD-цепи, то при изменении коэффициента усиления в диапазоне от 3 до 18 дБ уровень искажений остается практически без изменений.
Для получения минимальных искажений при кодировании ВЧ-сигналов необходимо тщательно развести печатную плату. Желательно применить четырехслойную плату, два слоя которой использовать для разводки земляной шины и шины питания, а два — для разводки сигнальных цепей.
Между выходом усилителя и входом АЦП рекомендуется включить фильтр защиты от наложения спектров.
В заключение отметим, что вместо дифференциального усилителя AD8352 в схемах (рис. 1 и 2) может быть использован VGA-усилитель AD8375 с коэффициентом усиления до 24 дБ, шаг регулировки которого составляет 1дБ.
ВЫВОДЫ
- Драйверы быстродействующих АЦП могут быть построены на основе дифференциальных ВЧ-усилителей типа AD
- Такие драйверы могут работать как с симметричными, так и с несимметричными сигналами, обеспечивая в случае необходимости сдвиг синфазных сигналов на выходе.
- Уровень искажений таких драйверов при оптимальном проектировании находится в пределах ЕМР быстродействующего АЦП.
Лайкнуть
Твитнуть