射频FDA怎样使用射频采样ADC来增强测试系统

为了在无线通讯系统中收场更高的数据速度以及在雷达中使用更窄的脉冲来通晓近距离想法，对测试和测量仪器的性能和带宽建议了更高的条款。高带宽示波器和射频数字曲折器等射频 (RF) 测试和测量仪器可使用射频采样模数曲折器 (ADC)，对从直流到数千兆赫的信号同期进行数字化。

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射频采样ADC取代混频器与窄带ADC的成就，裁汰了系统复杂性并擢升了宽带测试和测量仪器、雷达和无线收发器的性能。

打算东说念主员频繁使用与无源均衡-非均衡变压器级联的单端增益块来驱动射频采样 ADC。不外，这种方法也有纰谬，即贬抑了可收场的性能。在本文中，咱们将盘考这些纰谬，并讲解射频全差分放大器 (FDA) 怎样匡助您更大贬抑擢升射频采样 ADC 的性能。

直流耦合射频采样ADC

射频采样ADC经受差分输入，可扼制共模噪声和干涉并改善二阶失真。由于带宽较宽，系统打算东说念主员使用基于变压器的无源均衡-非均衡变压器，将单端射频信号曲折为差分信号，以此驱动射频采样 ADC。联系词，无源均衡-非均衡变压器在低频侧的责任频率为几百千赫或几十兆赫，视其撑捏的带宽而定。因此，在测试和测量仪器中使用无源均衡-非均衡变压器驱动射频采样 ADC 会贬抑可数字化的最低频率。

直流耦合TRF1305射频FDA可利用直流到 6.5GHz 规模的可用大信号带宽来施行单端至差分曲折，同期提供增益。图1展示了 TRF1305 射频 FDA 在直流耦合应用中驱动射频采样 ADC 的情况。射频采样 ADC 具有较窄的输入共模规模，超出此共模规模启动会裁汰 ADC 性能。收获于可领受单电源或机动双电源并撑捏输出共模贬抑，TRF1305 的输出共模更容易与 ADC 的输入共模相匹配。这些功能使该放大器芜俚用于直流耦合射频测试和测量仪器，举例高带宽示波器、落拓波形发生器和射频数字曲折器。

图1 TRF1305射频FDA直流耦合到射频采样ADC

线性度更高

信号链中各元件的非线性会影响存在大干涉信号的情况下对小信号的检测。二阶非线性在窄带系统中无关热切，因为产生的非线性在想法频带除外，况且频繁会被滤除。不外，宽带系统并非如斯。当输入信号带宽涵盖多个倍频程时，信号的二阶非线性会出当今频带内。举例，假定有一个射频采样ADC用于0.5GHz至2GHz的射频带宽。0.5GHz信号的二阶非线性发生在该频率的两倍处，即1GHz位置。不外，这个二阶非线性小于2GHz的最大想法频率，由于无法将其滤除，因此必须将其尽可能裁汰。

射频采样 ADC 不错在其输入由均衡差分信号驱动时更大贬抑裁汰二阶非线性。宽带无源均衡-非均衡变压器的差分输出可能具有较差的增益和相位回击衡，会导致信号回击衡和 ADC 线性性能下跌 [1]。用于在无源均衡-非均衡变压器之前放大信号的射频增益块领受单端启动情势，因此具有较差的二阶非线性。TRF1305 和 TRF1208 等射频 FDA 领受了反映手艺，有助于改善差分输出的增益和相位回击衡。这些放大器的差分特质确保了在提供信号放大功能的同期更大贬抑减少二阶失真，并增强统共这个词系统的线性度。

保护ADC不受损坏

在好多测试和测量以及航空航天和国防系统中，用户输入是未知的。这些系统的中枢射频 ADC 对高功率级别和过驱很敏锐。这些 ADC 也连续具有高性能，频繁是信号链中较为应承的元件之一。因此，务必严慎打算信号链，确保上述元件不会损坏 ADC。按照打算，射频 FDA 在将射频采样 ADC 驱动到满量程时呈线性。

图2展示了 TRF1208 FDA 在发生 4GHz 贯穿波输入过载时对应的输出足够电平。TRF1208 具有 16dB 的增益，其输出在 FDA 的输入功率约为 2dBm 时足够至 3.6Vpp。因此，通过使用射频 FDA 来驱动 ADC，自己就会在输出削波导致过载时刻贬抑功率。

图2 发生4GHz贯穿波输入过载时，TRF1208 FDA的差分输出钳位在3.6Vpp

如图3所示，在FDA和ADC之间打算一个衰减器垫不错贬抑ADC引脚上的电压摆幅，保护ADC不受损坏，简化系统打算预防事项，同期提供更多打算机动性。

图3 射频FDA的输出在过载时削波，从而贬抑参加ADC的信号功率

结语

射频采样ADC的手艺很是和本色利用可减少元件数目并减小电路板尺寸，从而简化射频测试和测量仪器的系统架构。专为 ADC驱动应用定制的射频FDA（举例 TRF1305）不错对直流到 6.5GHz 以上的信号进行单端至差分曲折，进一步简化了系统架构。在接收信号链中勾通使用宽带射频 FDA 和射频采样 ADC，可增强系统性能，同期减少元件数目，减小电路板尺寸，并裁汰系统本钱。

参考贵府

1. Reeder, Rob. “A close look at active vs. passive RF converter front ends”. Planet Analog, Jan. 26, 2022.发表于《电子打算》杂志。

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