4 满量程分析

以下示例说明了设计 ADC 的高速匹配网络时所涉及的权衡因素。平衡-非平衡变压器和前端网络会给整个信号链增加损耗和额外的噪声系数，因此了解设计过程中的输入驱动权衡因素并优化满量程值非常重要。输入驱动定义在接口网络（在本例中为无源平衡-非平衡变压器网络）之前的满量程内驱动转换器所需的信号量（以 dBm 为单位）。

在此示例中，ADC 是德州仪器 (TI) 出品的射频采样 12 位 ADC12DJ5200RF，而平衡-非平衡变压器是 Marki® Microwave 出品的 BAL-0009SMG。前端电阻网络将平衡-非平衡变压器差分输出端连接到 ADC 差分输入端。具体请参阅图 4-1。

接下来是计算。如果没有比较方便的 dBm 计算器可用，建议将最新的 TI 84 Plus 应用下载到您的手机上。

ADC12DJ5200RF 的默认模拟输入满量程为 800-mVpp(Vfs)，在内部具有 100Ω (Radc) 差分负载，其计算单位为 dBm：

由于输入网络为差分，因此网络在处理数字时可能会有点困难。但使用单端方法时，转换器输入端的满量程电压值为 400mVpp (Vfs/2) 或 -3.97dBm。

通过使用所述的前端电阻网络计算分压器，以了解实现 400 mVpp (Vfs/2) 满量程值所需的损耗。

Radc/2 = 50Ω 和 Rs 构成电阻分压器，或者由此

在 Rs 和 Rt 处为您提供单端电压输入。现在，计算平衡-非平衡变压器输出端的单端电压，或者

您可以将此单端电压设置为差分电压或 2×Vb 或 1.13V = Vdiffbo。然后，平衡-非平衡变压器输出端的功率为

接下来进行十分有用的操作：查阅潜在平衡-非平衡变压器的数据表，或在附近的四端口矢量网络分析器上测量平衡-非平衡变压器并进行 SDS21 测量。这会产生单端到差分测量，并在平衡-非平衡变压器上提供正确的插入损耗。在此示例中，测量 BAL-0009SMG 后，测得在 1GHz 时的损耗为 4.2dB。具体请参阅图 4-2。

将平衡-非平衡变压器损耗添加到平衡-非平衡变压器输出端的输出功率（电阻网络损耗），这样可以决定输入驱动为：2.06 + 4.2 或 +6.26dBm。将平衡-非平衡变压器初级侧的模拟输入信号驱动到 ADC 的满量程所需的输入幅度为 +6.26dBm。

因此，从上到下的总损耗为 6.26 + 0.97，即7.26dBm 损耗。还记得要使用 Padc 公式（得出的结果为 -0.97dBm）来实现满量程值吗？将该结果加回去，这样也可实现 ADC 的 0dB 满量程。

有关噪声系数的简短说明：在设计模拟接收器链时，平衡-非平衡变压器和前端网络中的损耗也很重要。在本例中，增加的噪声系数可能是确定的损耗，也就是 6.26dBm，这可能对应值 1.3Vpp，而默认满量程值为 800mVpp。这意味着接收器信号链中的额外噪声系数为 20×log(1.3/0.8) = 4.22dB。

还有一种不同的方法：使用 ADC12DJ5200RF 评估模块在实验室中进行测量。使用信号发生器，调整输出电平，直到转换器非常接近 1GHz 时的满量程值。在这种情况下，输入满量程值为来自信号发生器读数的 +6.3 dBm。请记住，平衡-非平衡变压器变化和电缆/连接器损耗可能会导致一些差异。具体请参阅图 4-3。