圖2顯示了濾波器響應(yīng)性能。此濾波器不需要具有高選擇性,其作用只是衰減放大器的寬帶噪聲和采樣過程中的非線性成分。在高頻時,電感開路,電容短路,將采樣過程的高頻成分導(dǎo)入50Ω端接電阻中。如果走線布置在50Ω電阻處,則不會有任何回路反射,ADC的SFDR不會下降。
圖2:圖1所示電路的仿真濾波器響應(yīng)
另一個可能的失真原因是輸入網(wǎng)絡(luò)布局不對稱。在理想布局中,信號的差分性質(zhì)可提供出色的共模抑制和非常低的二次諧波失真。任何對稱性偏離都會引起差分信號的不匹配,表現(xiàn)為二次諧波失真。哪怕一個很簡單的設(shè)計決策,比如灌銅更靠近差分信號的某一側(cè),都會引起相鄰接地層中的接地電流出現(xiàn)差異。這會增加系統(tǒng)失真。為使性能最佳,必須保持絕對對稱。
圖3顯示了LTC6409驅(qū)動AD9265和濾波器網(wǎng)絡(luò)的PCB布局。其中采取了措施來保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的對稱性,并且適當(dāng)定位吸收式元件以使其效果最佳。第一組吸收式元件的位置使其能夠立即吸收任何高頻產(chǎn)物。主信號路徑在接地銅箔周圍蜿蜒,直至達(dá)到第二組吸收式元件,最終到達(dá)放大器端的源端接電阻。此網(wǎng)絡(luò)最大限度地發(fā)揮了LTC6409和AD9265的性能。
圖3:LTC6409和AD9265的布局
為了比較LTC6409和AD9265的性能,設(shè)計了一塊電路板來通過DC890連接PScope軟件。填充圖1中的吸收式濾波器和圖4中的反射式濾波器,并在不同頻率下進(jìn)行測試。AD9265采用125Msps低抖動時鐘,LTC6409用一個48.1到178.1 MHz的濾波正弦信號來驅(qū)動。SNR和SFDR利用PScope記錄。
圖4:用在LTC6409和AD9265之間的反射式濾波器
在圖5中可看到收集的樣本數(shù)據(jù)。
圖5:PScope收集的樣本數(shù)據(jù)以125Msps速率采樣58.1MHz信號
采用吸收式濾波器和反射式濾波器的SNR和SFDR對比如圖6和圖7所示。采用吸收網(wǎng)絡(luò)的SFDR自始至終都更好,在某些點超出10dB之多。SNR同樣自始至終都更好,直至在非常高的頻率時,SNR由其他因素決定。
圖6:吸收式和反射式濾波器的SNR比較
圖7:吸收式和反射式濾波器的SFDR比較
采用吸收網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性能優(yōu)于采用反射網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。當(dāng)使用反射網(wǎng)絡(luò)時,LTC6409和AD9265的出色性能會下降。對于LTC6409和AD9265,結(jié)果是很清楚的,但使用高吸收性且對稱的輸入網(wǎng)絡(luò)的做法也可應(yīng)用于任何直接采樣ADC和差分放大器。在放大器和ADC之間的接口上下功夫,便可實現(xiàn)最高性能。