ZHCAF64 March   2025 ADC08DJ3200 , ADC08DJ5200RF , ADC09DJ1300 , ADC09DJ800 , ADC09QJ1300 , ADC09QJ800 , ADC09SJ1300 , ADC09SJ800 , ADC12DJ1600 , ADC12DJ2700 , ADC12DJ3200 , ADC12DJ4000RF , ADC12DJ5200RF , ADC12DJ800 , ADC12QJ1600 , ADC12QJ800 , ADC12SJ1600 , ADC12SJ800 , ADC32RF52 , ADC32RF54 , ADC32RF55 , ADC32RF72 , ADC34RF52 , ADC34RF55 , ADC34RF72 , ADC3548 , ADC3549 , ADC3568 , ADC3569 , ADC3648 , ADC3649 , ADC3664 , ADC3668 , ADC3669 , ADC3683

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2有源（放大器）与无源（变压器/平衡-非平衡变压器）的权衡
  6. 3放大器与平衡-非平衡变压器：优点
  7. 4放大器与平衡-非平衡变压器：缺点
  8. 5了解相位不平衡的重要性
  9. 6利用放大器和平衡-非平衡变压器实现相位平衡
  10. 7总结
  11. 8参考资料
  12.   A 附录 A

5 了解相位不平衡的重要性

如果应用频率计划中包括偶次失真，即二次谐波 (HD2)、四次谐波 (HD4)、六次谐波 (HD6) 等，则在设计模拟前端接口时，还必须考虑相位不平衡。放大器和平衡-非平衡变压器在输出信号之间均存在一定量的相位不平衡，一般而言，随着频率不断升高，这种不平衡情况会愈发严重（偏差增大）。

相位不平衡是用于量化两个差动信号之间相位不平衡程度的术语。由于 ADC 的模拟输入通常为差动接口，因此两个输入的振幅需相等，且相位差为 180 度。例如，如果 Ain+ = –2 度且 Ain- = 185 度，则会产生 7 度的相移，在频域或快速傅里叶变换 (FFT) 图中，这会导致更差的偶次失真，即二次谐波变得更差。

遗憾的是，实际上不存在确切的办法来量化在系统性能开始变差之前，信号链能够承受的相位不平衡量。这是因为具有差动输入或输出接口的每个元件，无论是有源还是无源，在某些频率下都可能存在一些固有的有限相位失配。实际上，无论是在集成电路内部进行设计，还是对平衡-非平衡变压器绕组甚至多根电缆进行设计，都无法绝对达到相位设计标准。

在实验室中执行平衡或差动测试测量时，如果打算在测试设置中使用电缆或适配器，则这些附加组件也需要相位匹配。

如果仍有疑问，而且您有一些数学基础，请参阅 AppendixA，了解在使用 ADC 模型时关于相位不平衡的完整推导。其中，ADC 模型使用一个三阶传递函数和一对正弦信号，证明相位不平衡如何产生偶次失真，如 图 5-1 所示。

差动输入信号数学模型图 5-1 差动输入信号数学模型

其中，每个输入信号表示为：

方程式 5. x 1 ( t )   =   k 1 × sin ω t x 2 ( t )   =   k 2 × sin ω t - 180 ° + θ   =   - k 2 × sin ω t + θ

ADC 建模为三阶表达式：

方程式 6. h x t   =   a 0 + a 1 x t + a 2 x 2 t + a 3 x 3 t

输出是这两者的卷积表达式：

方程式 7. y t = 2 a 1 k × sin ω t + 2 a 3 k 3 × sin 3 ω t