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模拟输入的相位平衡为什么对于高速转换器设计如此重要?

日期:2022年06月16日

       模拟输入的相位平衡对整个信号链至关重要, 因为如果没有适当的平衡, 二次谐波和偶次失真将会增加。模拟输入相位不平衡通常是由于在设计过程中忽略了元件公差或布局对称性要求造成的。当模数转换器采样的两个差分模拟输入信号不完全相差 180° 时, 就会出现相位不平衡。在最简单的情况下, 这两个信号可以被视为两个正弦波。当这两个正弦波偏离“理想”相位时, 就会发生失真。失真随着系统频率的增加而增加, 偶次失真性能下降得更快。通常在 100 到 150 左右的频率下(使用标准铁氧体, 使用变压器或巴伦将信号耦合到转换器的模拟输入,

会引入无源不平衡。使用两个变压器或巴伦可减少耦合差, 改善相位平衡。不幸的是, 变压器体积大且价格昂贵,

使用两个变压器会增加电路板空间要求和系统成本。
       另一种解决方案是使用更好的变压器。
       使用放大器驱动转换器的模拟输入,

会导致有源不平衡,

这通常发生在组件不足时容差。为尽量减少变化, 请使用容差为 1% 或更好的电阻器设置增益。不匹配会导致求和节点与放大器的电压略有不同会在放大器的差分输出中产生误差, 从而导致二阶失真. 信号链中的不对称走线会导致版图失衡, 而设计不当的版图会大大降低保证系统性能。如果转换器不好子输入引脚的不对称连接可能会导致二阶失真增加, 这在低频时可能不明显, 但在频率高于 100 时会出现非线性误差。
       因此, 与其白白浪费你的辛勤工作, 工程师应该被指示保持前端设计对称和精确平衡。相位失配会导致不平衡。转换器可以容忍一些相位失配, 但当它们保持 4° 或更小的失配时性能最佳。转换器存在一些内部不平衡, 设计人员应努力确保准确的内部平衡。

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