采用抗混叠滤波器的高性能、12 bit、500 MS/s 宽带接收机(CN0238)

ADI公司

电路功能与优势

图1所示电路是基于超低噪声差分放大器驱动器ADA4960-1和 12 bit、500 MS/s模数转换器 AD9434的宽带接收机前端。因是原理示意图，未显示所有连接和去耦。

三阶巴特沃兹抗混叠滤波器基于放大器和ADC的性能以及接口要求而优化。由滤波器网络、变压器和其他阻性元件引起的总插入损耗仅为1.2 dB。整体电路带宽为290 MHz，通带平坦度为1 dB。在140 MHz模拟输入下测得的SNR和SFDR分别为64.1 dBFS和70.4 dBc。

电路描述

该电路接收单端输入并使用宽带宽(3 GHz)M/A-COM ECT1-1-13M 1:1变压器将其转换为差分信号。5 GHz ADA4960-1差分放大器的差分输入阻抗为10 kΩ。通过选择外部增益设置电阻RG，增益可在0 dB～18 dB范围内调整。差分输出阻抗为150 Ω。

ADA4960-1是AD9434的理想驱动器，通过低通滤波器可在ADC中实现全差分架构，提供良好的高频共模抑制，同时将二阶失真产物降至最低。ADA4960-1根据外部增益电阻提供0 dB～18 dB的增益。此电路中使用3.4 dB增益补偿滤波器网络(1.1 dB)和变压器(0.1 dB)的插入损耗，从而提供2.3 dB的总信号增益。约5.4 dBm的输入信号在ADC输入端产生满量程1.5 Vp-p差分信号。

抗混叠滤波器采用标准滤波器设计程序设计出的三阶巴特沃兹滤波器。选择巴特沃兹滤波器是因为它在通带内具有平坦响应。三阶滤波器产生1.05的交流噪声带宽比，可借助多种免费滤波器程序进行设计，例如NuhertzTechnologiesFilterFree (hwww.nuhertz/filter)或Quite Universal Circuit Simulator(Qucs)Free Simulation(www.qucs.sourceforge.net)。

为了实现最佳性能，ADA4960-1应载入100 Ω的净差分负载。5 Ω串联电阻将滤波器电容与放大器输出隔离开，62 Ω电阻与下游阻抗并联，当加入10 Ω串联电阻时可产生101 Ω的净负载阻抗。

5 Ω电阻与 ADC输入串联，将内部开关瞬变与滤波器和放大器隔离开。511 Ω电阻与ADC并联，用于降低ADC的输入阻抗，使性能更具可预测性。

三阶巴特沃兹滤波器采用70 Ω的源阻抗、338 Ω的负载阻抗和360 MHz的3 dB带宽设计而成。

常见变化

对于需要更少带宽、更高杂散性能和更低功耗的应用，可使用ADA4927-1/ADA4927-2或 ADA4938-1/ADA4938-2。ADA4927-1带宽为2.3 GHz，仅使用20 mA的电流，而 ADA4938-1带宽为 1.0 GHz，使用 37 mA的电流。

对于需要更低分辨率的应用，8 bit、500 MS/s AD9484与AD9434引脚兼容。AD9484在250 MHz模拟输入频率下的SNR为47 dBFS。

对于需要更低采样速率的应用，12 bit、170(MS/s)/210(MS/s)/250(MS/s)AD9230是与AD9434引脚兼容的ADC，且具有大致相同的动态性能。

对于需要数字预失真(DPD)观测的应用，也可考虑12 bit、500 MS/s 的 AD6641该产品具有片内16 k×12 bit FIFO。

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