10ENCODE:80MHz应用工程师问答——36–10SAMPLES:32768ANALOG:19.0991MHz–20FUND:–0.997dBFS关于宽带前端设计考虑Ⅱ：–302ND:–86.5dBcADC3RD:–83.03dBc–404TH:–103.38dBc5TH:–100.03dBc用放大器还是用变压器驱动ADC？–506TH:–95.59dBc–60SNR:74.81dBcSNRFS:75.8dBFSByRobReeder[rob.reeder@analog.com]–70THD:–81.17dBcSINAD:73.9dBc(dBFS)–803SFDR:82.64dBcJimCaserta[jim.caserta@analog.com]2WOSPUR:–98.31dBc幅度–90NOISEFLOOR:–117.9dB6+–10054FUNDLEAD:100高性能模数转换器（ADC）“前端”的输入配置设计对达到要求的系HARMLEAK:3–110DCLEAK:6统性能至关重要。优化总体设计取决于很多因素，包括应用性质、–120–130系统组成和ADC的结构。以下的问答主要节绍了使用放大器和变压–140器影响前端设计的一些重要的实际考虑。–150ADC0481216202428323640问：放大器和变压器根本区别是什么？频率(MHz)图1.使用没有噪声滤波器的ADA4937放大器驱动80MSPS采答：放大器是有源器件，而变压器是无源器件。放大器和其它所有的有样速率的AD9446-80ADC。源器件一样，消耗功率并且产生噪声；变压器不消耗功率并且产生的噪声可以忽略不计。两者都涉及到动态效应问题。为了提高ADC的信噪比，在放大器和ADC之间加了一个滤波器。如果使用的是一个100MHz的双极点滤波器，放大器的总噪声有问：为什么选择放大器？效值变为71µV，使ADC的信噪比仅降低3dB。使用双极点滤波答：放大器的性能限制比变压器少。如果必须保持直流（DC）电平，器改善了图1电路的SNR达到79dBFS，本底噪声为－121dB，如就必须使用放大器，因为变压器是固有的交流（AC）器件。另外，图2a所示。构建双极点滤波器的方法是放大器的每个输出引脚都如果需要，变压器可以提供电流隔离。放大器提供增益比较容易，串联一个24Ω的电阻器和一个30nH的电感器并且差分连接一个因为放大器的输出阻抗实质上与增益无关。另一方面，变压器的47pF的电容器（见图2b）。输出阻抗与电压增益呈平方关系增加——电压增益取决于匝数10ENCODE:80MHzSAMPLES:32768比。放大器在通带范围内提供平坦的响应，而没有由于变压器寄–10ANALOG:19.0991MHz–20生交互作用引起的纹波。FUND:–1.036dBFS–302ND:–82.97dBc3RD:–82.94dBc–404TH:–102.95dBc问：放大器通常产生的噪声有多大？如何减少这些噪声？5TH:–98.1dBc–506TH:–96.3dBc1–60SNR:78.11dBc答：让我们考虑一个典型的放大器，例如ADA4937，如果设置增益G＝SNRFS:79.14dBFS–70THD:–79.76dBcSINAD:75.85dBc1，那么输出的噪声谱密度在高频部分是6nV/Hz，与此频带可比的(dBFS)–8032SFDR:82.56dBc√WOSPUR:–100.61dBc幅度–90NOISEFLOOR:–121.3dB256采样速率为80MSPS的AD9446－8ADC的输入噪声谱密度是10+–1004FUNDLEAD:100HARMLEAK:3nV/√Hz。这里的问题是，放大器的噪声带宽等于ADC的全带宽（中–110DCLEAK:6–120心频率位于500MHz），而ADC的噪声又必须限制在第一奈奎斯特–130范区（40MHz）。在没有滤波器的情况下，放大器的噪声有效值是–140–150155µVrms，ADC的噪声有效值是90µV。从理论上讲，总系统的信0481216202428323640频率(MHz)噪比（SNR）降低了6dB。为了从实验上证实这一点，用ADA4937驱图2a.使用在外接100MHz噪声滤波器的ADA4937放大器驱动动的测量的结果是本底噪声是－见AD9446-80SNR76dBFS,118dB(AD9446-80ADC。图1)。如果改用变压器来驱动AD9446-80，测量SNR结果是82200ĚAVDDdBFS。因此用放大器驱动ADC可将SNR降低6dB。200Ě24Ě30nHA