1 如何选择合适的平衡-非平衡变压器或变压器

在打开 CAD 软件程序并开始进行 PCB 布局之前，假设您已经决定要使用的 ADC 以及为具体应用准备的带宽。现在，您需要决定无源前端是否适合您的设计。再次假设，您不需要进行直流耦合，即对直流频率频段进行采样。由于平衡-非平衡变压器不需要额外的电源，因此使用这种变压器的好处包括降低总体功耗和减小布板空间。此外，由于没有额外的电源干扰，平衡-非平衡变压器不会对连接到 ADC 的整体射频 (RF) 信号链增加额外噪声。这反过来意味着信噪比 (SNR) 或噪声频谱密度 (NSD) 不会受到影响。

确定好系统后，必须选择平衡-非平衡变压器，并且可供选择的种类非常多。选择平衡-非平衡变压器时，建议先查看您的带宽要求。选择一个带宽稍微大于实际需求的平衡-非平衡变压器，这样平衡-非平衡变压器的作用就更像一个窗口，而不是一扇门。这在那些较高频率应用中尤其重要。请参阅图 1-1。展示了两种用于同一应用的不同平衡-非平衡变压器，搭配 ADC3669 16 位双通道 ADC。尽管这两种变压器具有相同的带宽，但由于 ADC 内部采样网络的输入阻抗变化以及 PCB 布线的寄生效应，它们的响应最终会有所不同。请注意，如果两个平衡-非平衡变压器都不匹配，带宽下降速度会相当快，如前面的两点所述。

图 1-1 ADC3669 和平衡-非平衡变压器带宽比较：匹配（实线）与不匹配（虚线）

在选择合适的平衡-非平衡变压器过程中以及在开始仿真之前需要考虑的一些其他关键点。仔细查看数据表中平衡-非平衡变压器的 PCB 尺寸和布局建议，因为这些设计背后有其特定的理由和考虑。建议严格遵循这些建议，否则您可能会无意中使平衡-非平衡变压器的表现发生变化。平衡-非平衡变压器进行数据表收集和 S 参数测量时使用此封装进行表征，只有在这些条件下才能达到规格要求。这让我想到另一个问题，有时我们的平衡-非平衡变压器供应商使用平衡-非平衡变压器测试板来测量 s 参数，但他们没有考虑到测试板上的连接器和走线所带来的额外影响。所以要注意带宽的准确性！

最后，开始了解平衡-非平衡变压器的相位不平衡与特定带宽之间的关系。平衡-非平衡变压器的固有相位不平衡越差，ADC 可能表现出的偶次谐波失真（HD2 或二次谐波失真）就更加明显。如果 HD2 在您的频率规划应用中很重要，则建议选择相位不平衡性能良好的平衡-非平衡变压器。在这方面并没有明确的指导，因为每种 ADC 对相位差异的灵敏度在其可用频率范围内也各不相同。一般来说，最好在开始时选择一个在应用带宽内相位不平衡 < 5 度的平衡-非平衡变压器。这样对射频信号链中已有的偶次谐波失真的总量影响甚微。有关平衡-非平衡变压器相位不平衡及其对偶次谐波失真影响的更多信息，请参阅参考链接。图 1-2 再次展示了上述两种匹配的平衡-非平衡变压器方案之间的区别，及其对使用 ADC3669 时的偶次谐波失真的影响。请注意，HD3、奇次谐波失真或第三谐波响应在不同频率下的表现相似，并且其影响没有显著变化。

图 1-2 两个平衡-非平衡变压器之间的 ADC3669 HD2/HD3 比较：高成本与低成本