電路功能與優勢

圖1所示電路是一款基于超低噪聲差分放大器驅動器ADL5562 和16位、250 MSPS模數轉換器 AD9467 的寬帶接收機前端。

三階巴特沃茲抗混疊濾波器根據放大器和ADC的性能與接口要求進行優化。濾波器網絡和其它組件引起的總插入損耗僅有1.8 dB。

電路整體的1 dB通帶平坦度為152 MHz， 。120 MHz模擬輸入下測得的SNR和SFDR分別為72.6 dBFS和82.2 dBc。

圖1. 16位、250 MSPS寬帶接收機前端（原理示意圖：未顯示去耦和所有連接），增益、損耗和信號電平在10 MHz下測量

電路描述

該電路接受單端輸入，并利用寬帶寬（3 GHz） M/A-COM ECT1- 1-13M 1:1變壓器將其轉換為差分形式。3.3 GHz差分放大器ADL5562以6 dB的增益工作時，差分輸入阻抗為400 Ω；以12 dB的增益工作時，差分輸入阻抗為200 Ω。它還提供15.5 dB的增益選項。

ADL5562是AD9467的理想驅動器，經過低通濾波器一直到ADC的全差分架構可提供良好的高頻共模抑制性能，并能使二階失真產物最小。根據輸入連接的不同，ADL5562提供6 dB或12 dB的增益。本電路使用6 dB的增益來補償濾波器網絡和變壓器的插入損耗（約1.8 dB），總信號增益為3.9 dB。

+6.0 dBm的輸入信號在ADC輸入端產生2 V p-p滿量程差分信號。

抗混疊濾波器是采用標準濾波器設計程序設計的三階巴特沃茲濾波器。選擇巴特沃茲濾波器的原因是它能在通帶內提供平坦的響應。三階濾波器產生的交流噪聲帶寬比為1.05，可以借助多款免費濾波器程序進行設計，例如Nuhertz Technologies Filter Free（www.nuhertz/filter）或Quite Universal Circuit Simulator （Qucs） Free Simulation（www.qucs.sourceforge.net）等。

為實現最佳性能，ADL5562應加載一個200 Ω的凈差分負載。15 Ω串聯電阻將濾波器電容與放大器輸出端隔離，243 Ω電阻與下游阻抗并聯，加上30 Ω串聯電阻后，產生203 Ω的凈負載阻抗。

與ADC輸入端串聯的20 Ω電阻將內部開關瞬變與濾波器和放大器隔離。與ADC并聯的511 Ω電阻用于降低ADC的輸入阻抗，使其性能更容易預測。

三階巴特沃茲濾波器的設計參數如下：源阻抗38.6 Ω，負載阻抗269 Ω，3 dB帶寬為180 MHz。程序計算的值如圖1所示。選擇的濾波器無源組件值是最接近程序計算值的標準值。

圖2. 三階差分巴特沃茲濾波器設計：ZS = 38.6 Ω，ZL = 269 Ω， FC = 180 MHz

第二并聯電容的值減去ADC的3.5 pF內部電容，得到32.29 pF的值。在本電路中，該電容是利用兩個連接到地的62 pF電容來實現，如圖1所示。這能夠達到同樣的濾波效果，并提供一定的交流共模抑制。

系統性能的測量結果總結于表1，其中3 dB帶寬為152 MHz。該網絡的總插入損耗約為2 dB。帶寬響應如圖3所示，SNR和SFDR性能如圖4所示。

圖3. 通帶平坦度性能與頻率的關系

圖4. SNR/SFDR性能與頻率的關系

圖5. 差分放大器/ADC與低通濾波器的一般接口