改善無(wú)源寬帶ADC前端網(wǎng)絡(luò )的設計

　　把公式7代入公式3，并再次運用公式14的三角恒等式。我們看到公式8中，此時(shí)二次諧波與幅度K1和K2的平方之差成正比，即：

　　相位不平衡

　　假設現在兩個(gè)輸入信號之間相位不平衡，沒(méi)有幅度不平衡。則k1 = k2，Φ≠0 :

　　把公式10代入公式3，簡(jiǎn)化得到公式17。從公式17我們看到，二次諧波幅值與幅度K的平方成正比:

　　比較公式15和公式18可看出，二次諧波幅值受相位不平衡的影響比受幅度不平衡的影響更嚴重。相位不平衡狀態(tài)下，二次諧波與k1的平方成正比。幅度不平衡狀態(tài)下，二次諧波與K1和K2的平方之差成正比。由于K1和K2值大約相等，此差值較小。

高階匝數比或阻抗比變壓器的耐不平衡性較差。如果無(wú)法找到“合適的”變壓器，應用的線(xiàn)性也有問(wèn)題的話(huà)，請嘗試使用多個(gè)級聯(lián)變壓器或巴倫。增加一個(gè)變壓器后，二次諧波失真通常會(huì )減少，因為第二個(gè)變壓器會(huì )發(fā)揮作用，重新平衡之前第一個(gè)變壓器從單端轉換為差分的信號。

　　某些情況下，可用兩三個(gè)變壓器，協(xié)助在高頻率下更充分地將單端信號轉換為差分信號（圖4）。該方法的缺點(diǎn)是電路板空間增加、成本提高、插入損耗（即高投入驅動(dòng)能力）增大。新款高頻變壓器現已上市。安倫公司（Anaren）的專(zhuān)利設計采用無(wú)核心拓撲結構，允許只采用單一設備的千兆區域帶寬擴展。

圖4. 對于單端轉差分應用，可在各種配置中采用多個(gè)變壓器?！?/p>

并非所有的變壓器制造商會(huì )使用同樣的方法，即使數據手冊規格明顯類(lèi)似，相同情況下變壓器的運行情況可能也會(huì )不同。為前端設計選擇變壓器的最佳途徑是收集并了解考慮范圍內變壓器的所有規格，并索取制造商數據手冊中沒(méi)有說(shuō)明的其它主要數據項?；蛘?，也可使用網(wǎng)絡(luò )分析儀來(lái)衡量變壓器的性能。

　　寬頻帶的考慮因素

　　了解變壓器及其技術(shù)規格，對弄清前端電路究竟如何運行很有幫助。本質(zhì)上講，設計寬頻帶網(wǎng)絡(luò )時(shí)，其他三個(gè)指標也需要加以考慮：帶寬、匹配情況和PCB（印刷電路板）布局本身。每個(gè)指標都很重要，對實(shí)現前端電路所需的最佳性能都有舉足輕重的作用。

　　雖然變壓器有規定的帶寬，但是前端電路設計可以限制實(shí)際提供帶寬，因為PCB固有的和ADC內部寄生效應往往會(huì )使變壓器提早滾降。即使選擇了適當的變壓器帶寬，有些設計可能也需要比實(shí)際測量值更高的帶寬。從轉換器的角度來(lái)看，仍有大量的帶寬。但是，從前端電路設計來(lái)看，根據所用的拓撲結構，帶寬可能有限或需要擴展。

　　一種擴展變壓器帶寬的方法是：各路轉換器模擬輸入（圖5）配置低Q值電感器或高頻鐵氧體磁珠(LS)。通帶平坦度可以改變，但需要運用這項技術(shù)重新*估。 圖5b 顯示不同值電感器與帶寬的結果?；€(xiàn)結果中，不存在L S。

圖5. 與轉換器的模擬端串聯(lián)的低Q電感或高頻鐵氧體磁珠可擴展帶寬(a)。不過(guò)，這也會(huì )影響通帶紋波(b)。“基線(xiàn)”測量時(shí)無(wú)電感。