Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Odbiornik szerokopasmowy z przetwornikiem 12 bit 500 Msps

ghost666 18 Lut 2012 16:17 3221 0
  • Odbiornik szerokopasmowy z przetwornikiem 12 bit 500 Msps

    Układ którego schemat pokazany jest na pierwszym obrazku składa się z ADA4960-1 i AD9434. Pierwszy z tych dwóch układów to ultraniskoszumny wzmacniacz różnicowy a AD9434 to przetwornik analogowo cyfrowy o rozdzielczości 12 bitów i prędkości próbkowania 500 milionów próbek na sekundę (Msps).

    Odbiornik szerokopasmowy z przetwornikiem 12 bit 500 Msps

    Filtr Butterwortha trzeciego rzędu, znajdujący się w układzie, spełnia rolę filtra antyaliasingowego. Jego parametry są zoptymalizowane na podstawie parametrów interfejsu analogowego zastosowanego ADC oraz jego drivera. Strata sygnału w układzie na filtrze, transformatorze i innych elementach wynosi zaledwie 1,2dB.

    Cały układ charakteryzuje się pasmem 290MHz, charakterystyka układu jest płaska w całym przetwarzanym zakresie z dokładnością do 1dB. SND i SFDR zmierzone dla układu przy częstotliwości 140MHz wynoszą odpowiednio 64,1dBFS i 70,4dBc.

    Opis

    Wejście układu pozwala na podanie sygnału single-ended i konwertuje go do sygnału różnicowego z wykorzystaniem transformatora szerokopasmowego (z pasmem do 3GHz). Wzmacniacz różnicowy ADA4960-1 (pasmo do 5GHz) charakteryzuje się impedancją wejściową 10kΩ. Wzmocnienie w układzie może być konfigurowane w zakresie od 0dB do 18dB przy pomocy pojedynczego zewnętrznego opornika (RG). Impedancja wyjściowa tego wzmacniacza wynosi 150Ω. Jest to idealny driver dla wybranego przetwornika A/D, a w pełni różnicowa architektura układu zapewnia dobre parametry dynamiczne i ogranicza zakłócenia drugiego rzędu.

    ADA4960-1 zapewnia wzmocnienie od 0 do 18dB, ale w układzie prezentowanym w tym artykule zdecydowano się na wybranie wzmocnienia 3,4dB, aby skompensować straty na driverze ADC - na filtrze (1,1dB) i na transformatorze wejściowym (0,1dB) i uzyskać efektywnie 2,3dB wzmocnienia. Dzięki temu sygnał wejściowy 5,4dBm pozwala na uzyskanie pełnego 1,5V p-p (napięcie międzyszczytowe) zakresu na przetworniku ADC.

    Filtr Antyaliasingowy

    Filtr antyaliasingowy zaprojektowany został jako filtr Butterwortha trzeciego rzędu. Do jego projektu wykorzystano standardowe oprogramowanie do projektowania filtrów analogowych. Topologia Butterwortha została wykorzystana ze względu na jej zalety - płaskie pasmo i niski szum. Tego typu filtry mogą być projektowane za pomocą wielu rodzajów oprogramowania, np. Nuhertz Technologies Filter Free lub też (Quite Universal Circuit Simulator (Qucs) Free Simulation.





    Aby osiągnąć najlepsze możliwe parametry ADA4960-1 powinien być obciążony impedancją 100Ω. Szeregowe oporniki izolują pojemność filtra od wyjścia wzmacniacza, a oporniki równoległe wymuszają impedancję wynoszącą 101Ω, po dodaniu do oporu szeregowego.

    Opornik 5Ω, szeregowo umieszczony z wejściem ADC izoluje go od filtra i wzmacniacza. Opornik 511Ω, umieszczony równolegle z przetwornikiem A/D zmniejsza impedancję wejściową przetwornika w celu uzyskania lepszych parametrów pracy.

    Filtr został zaprojektowany z impedancją źródła wynoszącą 70Ω a impedancją obciążenia 338Ω. Projektowane pasmo filtra (-3dB) wynosi 390MHz. Obliczone wartości elementów filtra pokazane są na schemacie poniżej

    Odbiornik szerokopasmowy z przetwornikiem 12 bit 500 Msps


    W aplikacji wewnętrzną pojemność ADC wynoszącą 1,3pF odjęto od pojemności filtra, co spowodowało konieczność osiągnięcia pojemności 8,71pF. Aby uproscić układ, wykorzystano dwa szeregowo połączone kondensatory 18pF. Pozostałe elementy także dobrano jako najbliższe wartości sposód standardowych szeregów.

    Pomiary

    Na gotowym układzie dokonano pomiarów. Otrzymane wartości widoczne są w tabelce poniżej.

    Odbiornik szerokopasmowy z przetwornikiem 12 bit 500 Msps
    Źródła:
    http://www.analog.com/en/circuits-from-the-lab/CN0238/vc.html


    Fajne!