图 2-2 展示了五种不同前端在高达 10GHz 频率下的输入带宽和输入驱动电平权衡曲线。每种设计的前端带宽对于 -3dB 带宽及在 1.4Ghz 达到 -6dBFS 所需的输入驱动电平具有指导意义。以 TRF1208 设计为例，仅需 –16dBm 输入信号即可使 ADC 满量程值达到 –6dBFS。而 WB 平衡-不平衡转换器需要约 1dBm 才能达到相同的电平。两者之间存在需要前一级提供的 17dBm 信号强度差。平衡-不平衡转换器和宽带接口网络会产生损耗，从而增大整个信号链的噪声系数。平衡-不平衡转换器会产生损耗，LNA 和 FDA 前端设计中包含单端转差分信号的平衡-不平衡转换器同样会产生损耗。

图 2-2 五种前端设计的频率响应对比

如前所述，平衡-不平衡转换器具有损耗，因此宽带平衡-不平衡转换器接口需要最高的信号驱动强度，这要求平衡-不平衡转换器初级端有 +1dBm 的信号电平才能使 ADC 输出达到 –6dBFS。所有其他比较都使用有源放大器器件(均具有固有增益)，因此所需的输入驱动电平非常低：在 –5dBm 至 –16dBm 之间。可以对每个前端网络工作进行进一步分析，以均衡增益和输入网络损耗。但这些信息已为深入评估 AC 性能提供了预判依据。

通过相同带宽的频率扫描，我们捕获和对比了 SNR、SFDR 和 IMD3 这三项交流性能。这三项测试是设计高速转换器时用于比较权衡的典型标准。

图 2-3 显示了各种配置在 SNR 方面的权衡。

图 2-3 五种前端设计的 SNR 比较

紫色曲线为基线性能，可以看出宽带平衡-不平衡转换器接口在转换器的整个带宽内提供最佳的 SNR 性能。绿色曲线代表 LNA 方法，位居第二，因为这类有源器件通常具有非常低的噪声系数，增加的噪声约为 1dB 至 2dB。FDA 位列第三，因为 FDA 的宽带噪声高于 LNA 但优于 TRF1208。FDA 在单端输入配置时存在共模噪声抵消问题，因其原生设计针对全差分输入信号。使用这类配置会略微影响 SNR。

TRF1208 排在最后；但是，该器件产生更多输出噪声，因为它的增益比 FDA 高。请记住，较高的有源增益会增加自生噪声。例如，对于 2GHz 的模拟输入信号，TRF1208 在 –166.7dBm/Hz 时的增益为 16dB，噪声系数为 8dB，产生的输出噪声为 -150.7dBm/Hz。FDA 在 –163.3dBm/Hz 时的增益为 10dB (S2D)，噪声系数为 11dB，输出噪声为 –153.3dBm/Hz。

如图 2-2 所示，所有设计都被配置为具有尽可能宽的带宽。在任何有源设计中，通过在放大器的输出和 ADC 的输入之间使用抗混叠滤波器来降低带宽，有助于降低目标频带外的宽带噪声和转换器看到的噪声，从而将 SNR 推回到基准性能，如图 2-1 所示（WB 平衡-不平衡转换器和 5200RF 配置）。

图 2-4 展示 10GHz 频率扫描下各前端配置的线性 SFDR 动态范围。SFDR 是一种单频测量，可以很好地反应任何限制谐波，例如在目标频率范围内的二次谐波，三次谐波，四次谐波等。

图 2-4 五种前端设计的 SFDR 比较

紫色曲线为基准性能，宽带平衡-不平衡转换器接口可在转换器的整个带宽内产生最佳 SFDR。表示 LNA 的绿色曲线显示较差性能，尤其是在最高 5GHz 的较低频带，因为考虑到 LNA 的单端性质，偶数阶失真 (HD2) 始终占主导地位。HD2 最终会超出 ADC 的带宽。

使用差分前端方法时，FDA 设计在 0.5-3.5GHz 呈现三阶主导失真。使用单端方法时，0.5-5GHz 偶次失真更明显。

TRF1208 设计全程与无源基线前端性能持平，证明该放大器是宽带有源前端的一个选择。

另一个常见的转换器测试指标是双频，这会产生 IMD3 结果或三阶互调失真，并更快地模拟现实系统应用信号。简而言之，双频测量同时主动测量注入前端接口的两个信号。这两个信号通常会相互偏移 10Mhz，并驱动至相同的电平，即每个信号为 –7dBFS。图 2-5 显示了 IMD3+(2 ×F1 + F2 和 2 ×F2 + F1) 结果。为了清楚地说明性能差异，在捕获时，图 2-5 不包括 IMD3–(2 ×F1 - F2 和 2 ×F2 - F1)。

图 2-5 五种前端设计的 IMD3 比较

紫色曲线再次说明了基线性能，宽带平衡-不平衡转换器接口可在转换器的整个带宽内产生最佳 IMD3 性能。绿色曲线表示 LNA，显示与宽带平衡-不平衡转换器接口相关的性能下降。代表 FDA 接口的蓝色和黑色曲线相对于 5Ghz 以下的基线性能也有所下降。在整个频率扫描中，TRF1208 设计与无源基线前端持平。该放大器具有一个明显的优势，即该放大器是满足宽带前端要求的一个选择。

值得注意的是，此前端比较的 FDA 采用双电源供电（含负压）并消耗 1.8W 功率以降低噪声。这是一种降低噪声，增加放大器余量并增加设计功率的方法。LNA 耗散的功率最少；在单个 5V 电源下仅为 0.275W。TRF1208 依靠单个5V 电源供电，功耗为 0.675W。