6 利用放大器和平衡-非平衡变压器实现相位平衡

回到放大器和平衡-非平衡变压器的权衡，平衡-非平衡变压器具有多种形式、封装和设计。经典的 ferris 型平衡-非平衡变压器通常容易出现相位不平衡的问题，建议在进行最终选择之前先查阅数据表，而不是仅根据插入损耗或平衡-非平衡变压器可覆盖的特定应用带宽进行选择。使用光刻结构的更小型封装具有更严格的容差和更高的可重复性，这通常意味着有可能改善相位不平衡。然而，这是以较小或较窄的带宽选择为代价的，如果设计需要在接近直流的 UHF 频带中使用较低的频率，这种状况并非始终理想。

模块平衡-非平衡变压器可以产生一些最佳的相位不平衡结果，但这类器件体积庞大且成本高昂，单个模块平衡-非平衡变压器就需要花费高达 2,500 美元。这些非常昂贵的平衡-非平衡变压器可在低 BW 端提供一些最宽带宽的直流频率，并在数千兆赫兹区域保持良好的相位平坦度。图 6-1 比较了当今市场上某些类型的平衡-非平衡变压器的相位不平衡。

如果您的设计需要宽带宽，但也存在成本限制，一个巧妙的方法是将两个平衡-非平衡变压器或两个变压器背对背放置，以改善相位不平衡。请参阅图 6-2 和图 6-3。唯一的缺点是，实现此类前端结构所需的 PCB 面积会加倍。

使用 图 6-2 中的平衡-非平衡变压器配置 A 或平衡-非平衡变压器配置 B，或者 图 6-3 中的红色和蓝色曲线，可以看到，在原始单平衡变压器配置（即绿色曲线）上，5 度或更低的相位不平衡可以扩展到 3GHz。如果使用其中一种平衡-非平衡变压器配置，请注意每个平衡-非平衡变压器组合都可以具有不同程度的改善。

相位平衡在放大器侧也很普遍。低噪声放大器和增益块具有单端输入和输出，因此可以假定这些类型的放大器不具有良好的相位不平衡并具有较高的偶次失真，所以这些类型的放大器的数据表中没有指定 HD2。

全差动放大器 (FDA) 是 ADC 的典型放大器输入接口，具有差动输入和输出。尽管 FDA 支持将单端信号转换为差动信号，并以某种方式将一个输入引脚接地，但 FDA 输入对这种基准移位很敏感，因此 FDA 可能在此配置中表现出更多偶次失真。

FDA 通常具有宽带模块化平衡-非平衡变压器的特征，用于捕获已发布的性能指标。但是，TRF1208 放大器使用补偿输入结构，默认情况下允许单端输入接口，并且不再像传统 FDA 一样，而是消除了输入对平衡-非平衡变压器的依赖。TRF1208 输入结构非常适合连接到以往的单端射频模拟接收器卡。

使用 ADC12DJ5200RF ADC (图 6-4)，可以直接比较典型的宽带平衡-非平衡变压器接口、TRF1208 接口、低噪声放大器和宽带平衡-非平衡变压器接口、在差动输入端有无平衡-非平衡变压器的 FDA。

请注意，所有这些配置在低于 1GHz 时，性能基本相同。然而，随着模拟输入频率爬升至 2GHz 以上，除了 TRF1208（红色曲线）之外，所有组合的偶次失真都有明显增长。