毛片大全-91久久久久久久-麻豆影音-91视频免费播放-一本色道久久综合亚洲精品按摩-日本中文在线观看-国产三级影院-国产特级毛片aaaaaa-日韩一卡二卡三卡-夜夜嗨av禁果av粉嫩av懂色av-亚洲精品456-国产日韩成人-日韩性生交大片免费看-日韩欧美有码-老头糟蹋新婚少妇系列小说

電路中放大器噪聲分布分析

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年02月12日  

當模數轉換器(ADC)的模擬輸入被驅動至額定滿量程輸入電壓時,ADC提供最佳性能。但在許多應用中,最大可用信號與額定電壓不同,可能需要調整。用于滿足這一要求的器件之一是可變增益放大器(VGA)。了解VGA如何影響ADC的性能,將有助于優化整個信號鏈的性能。


本文分析一個采用雙通道16位、125/105/80MSpS、流水線ADCAD9268和超低失真中頻VGAAD8375的電路中的噪聲。信號鏈包括一個VGA(在+6dB增益設置下使用)、一個五階巴特沃茲低通濾波器(3dB滾降頻率為100MHz)和ADC。本文將給出放大器和濾波器的噪聲計算,因為這些噪聲決定ADC在目標頻段內的動態性能。


問題


許多采用高速ADC的實際應用都需要某種驅動器、放大器或增益模塊,用以將輸入信號縮放到滿量程模擬輸入范圍1,確保獲得最佳信噪比(SNR)和無雜散動態范圍(SFDR)。此外,差分放大器也可以將單端信號轉換為差分信號來驅動ADC。這些器件都是有源器件,因而會增加ADC前端的噪聲。此噪聲在工作帶寬內的積分會降低轉換性能。


針對具體應用,適當ADC的選擇取決于許多因素,包括:


模擬輸入范圍


輸入頻率/帶寬


所需分辨率/SNR


所需SFDR


某些應用同時要求高動態范圍和高分辨率。AD9268在70MHz中頻提供78.2dBFS(dB相對于滿量程)的SNR和88dBc的SFDR,非常適合此類應用。


在系統層面,ADC前端可以使用放大器、變壓器或巴倫,但使用放大器的實現方案最為常見。使用放大器的原因可以是下面的一條或幾條:


AD8375VGA可以用來將單端信號轉換為差分信號,同時它能在不同增益設置下保持高線性度和一致的噪聲性能。這些特性使它成為在較高中頻下驅動ADC的上好選擇。糟糕的是,信號鏈中的有源器件(即放大器),可能會限制ADC的性能。


示例


圖1給出了噪聲計算所用的電路拓撲結構。AD8375具有高阻抗差分輸出(16k||0.8pF)。放大器通過一個五階低通抗混疊濾波器(AAF)與ADC接口,該AAF具有100MHz帶寬和150輸入/輸出阻抗。圖1所示電路的頻率響應如圖2所示。


圖1.AD8375、AAF和AD9268信號鏈


圖2.AD8375、AAF和AD9268信號鏈的頻率響應


性能


系統設計師不會期望驅動ADC輸入端的放大器降低系統的總體動態性能,但針對某一應用選擇的驅動器和ADC組合,并不意味著它能在另一應用中提供同樣出色的性能。利用本文所述技術,系統工程師可以在選擇放大器之前估計預期的性能。


圖3顯示了兩種不同的設置。圖3(a)利用無源耦合連接轉換器,是客戶評估板的默認選項。無源前端網絡利用變壓器或巴倫,以及一個滾降頻率約為200MHz的無源低通濾波器,將單端信號轉換為差分信號。圖3(b)顯示的可選放大器路徑。這兩種設置貢獻的噪聲比較如下。利用低中頻(10MHz)時的單音快速傅里葉變換(FFT)來計算放大器增加的噪聲。


圖3.典型ADC前端:(a)無源;(b)有源


噪聲分析通常使用兩種技術,但每種技術都很麻煩。噪聲譜密度(NSD)定義單位帶寬的噪聲功率。對于ADC,其單位為均方dBm/Hz或dBFS/Hz;對于放大器,其單位為均方根nV/√Hz。用放大器驅動ADC時,這種單位的不一致性構成系統噪聲計算的障礙。


噪聲系數(NF)是輸入SNR與輸出SNR的對數比,用dB表示。這一特性通常為RF工程師所用,在純RF環境下很有意義,但在帶ADC的信號鏈中使用NF計算,可能會導致令人誤解的結果。2


另一種更有效的技術是對噪聲密度進行反歸一化處理,將其表示為均方根噪聲電壓,而不是均方電壓。這種方法直截了當,能夠對系統噪聲進行清晰的分析,下面將予以說明。


圖4和圖5分別顯示這兩個前端的低頻單音FFT。注意,無源前端的SNR為77.7-dBFS,而有源前端的SNR為72.5-dBFS,比ADC的預期性能低5.2dBFS。


圖4.圖3a電路10MHz模擬輸入音的FFT


圖5.圖3b電路10MHz模擬輸入音的FFT


分析


圖3a與圖3b所示設置的唯一不同是信號鏈中增加了放大器,因此可以放心地說,性能降低是由放大器的噪聲引起的。下面的計算有助于了解放大器帶來的噪聲。


首先,按照數據手冊的規定,使用轉換器的滿量程差分輸入電壓。將峰峰值電壓除以2√2得到均方根電壓,即0.707Vrms。


(1)


基于ADC在10MHz時的典型SNR,轉換器的噪聲貢獻為


(2)


(3)


UsingVNOISE,ADC=92.2Vrms,帶放大器前端的系統SNR為=72.5dBFS,利用公式3計算系統噪聲得到168Vrms。


(4)


(5)


從公式4得到的系統噪聲是ADC和VGA的合并噪聲。放大器噪聲可以利用公式5計算,結果為140Vrms。這表明,放大器噪聲至少比ADC噪聲大50%,因此它是系統交流性能的限制因素。


注意,必須判斷計算得到的VNOISE,AMp值是否與放大器的數據手冊一致。在150差分輸出阻抗下,額定噪聲譜密度約為20nV/√Hz。


雖然數據手冊聲稱VGA的噪聲基本上不隨增益而變化,但此噪聲會隨負載而變化,因此噪聲譜密度應根據放大器輸出驅動的總阻抗進行縮放。放大器的差分輸出阻抗很大(16k||0.8pF),因此放大器看到的阻抗(見圖1)可以計算如下:


[10?+(300?||150?||3.5k?)]=107?。


利用此數值,本應用中AD8375的減額噪聲譜密度可以通過公式6計算:


(6)


注意,利用實際濾波器計算系統噪聲時,噪聲帶寬的形狀與理想濾波器不同。頻率響應的這種差別用形狀因子這一術語來定義,反映滾降區中的噪聲。形狀因子取決于濾波器的階數,是噪聲帶寬與3dB帶寬的比值3。濾波器的極點越多,形狀因子越接近1。這一關系可從表1看出。


表1.系統階數與形狀因子的關系


系統階數形狀因子


11.57


21.11


31.05


41.03


51.02


圖1示例的形狀因子為1.02。利用公式6計算放大器注入的噪聲:


VGA注入系統的這一估計噪聲值與利用公式5算得的測量值非常吻合,證明由AD8375和AD9268組成的信號鏈的性能主要取決于放大器。


結束語


許多情況下,系統信號鏈需要一個放大器(VGA或增益模塊)來將滿量程信號驅動到ADC。系統設計師必須了解不同放大器選擇導致的ADC性能降低情況。利用所選放大器和ADC進行設計之前,設計師可以利用本文所述的方法計算放大器的噪聲分布,估計預定系統實現方案的預期動態性能(通過SNR表示)。


技術專區慕展上,世強帶來的SiC、GaN、三電平讓你的效率直達最high點如何利用二級輸出濾波器防止開關電源噪聲陶瓷垂直貼裝封裝(CVMp)的焊接注意事項及布局DC-DC轉換器的平均小信號數學建模及環路補償設計常用基準穩壓電源產生辦法有哪些?


為輸入信號提供增益以提高ADC分辨率。


緩沖或變換輸入源與ADC之間的阻抗。


將單端輸入信號轉換為差分輸出信號。


相關產品

主站蜘蛛池模板: 青青草日韩 | 我们好看的2018视频在线观看 | 玖玖在线视频 | 狠狠干快播 | 女大学生的家政保姆初体验 | 爱草在线 | 日本蜜桃视频 | 欧美极品在线观看 | 鸥美一级片 | 日本免费在线视频 | 少女逼逼| 亚洲aaa | 波多野结衣福利视频 | av最新| 妖精视频在线观看免费 | 黑鬼巨鞭白妞冒白浆 | 精品视频无码一区二区三区 | 亚洲精品一区在线 | www.av色 | 国产日韩在线播放 | 国产黄色片免费 | 久久福利精品 | 日韩视频精品 | 日产av在线播放 | 婷婷六月综合 | 伊人情人综合网 | 黄色小说在线视频 | 欧美性精品 | 久久久综合久久久 | 日本a级无毛| 国产午夜福利一区 | 精品人妻一区二区三区视频 | 黄色片免费播放 | 人妻内射一区二区在线视频 | 性xxxfllreexxx少妇| 波多野结衣在线播放视频 | 免费在线一区二区三区 | 最近中文字幕在线 | 久久综合免费 | 91国模少妇一区二区三区 | 中文字幕淫 | 自拍亚洲国产 | 久草视频手机在线观看 | 国产1页| av色噜噜 | 亚洲精品aⅴ中文字幕乱码 熟妇熟女乱妇乱女网站 | 欧美激情一区二区三级高清视频 | 日韩最新| 国产区一区 | 国产福利三区 | 姑娘第5集在线观看免费 | 日本理论片午伦夜理片在线观看 | 久久久国产精品久久久 | 国产一区二区三区免费观看 | 朝桐光在线观看 | 日本高清www| 欧美亚洲一级片 | 欧美日韩一本 | 日韩一级中文字幕 | 叶山小百合av一区二区 | 超碰在线最新 | 99久久久久久久久 | 国产乱码精品一区二三区蜜臂 | 亚洲最大av在线 | 尤物精品在线 | 中文字幕成人 | 奇米色影视 | 一级片av | 在线播放一区二区三区 | 69免费视频 | 一区二区三区伦理片 | 成人在线一区二区 | 久草视频福利 | 1024毛片 | 4438国产精品一区二区 | 手机看片福利在线 | 中文在线永久免费观看 | 97免费超碰| 两性午夜视频 | 2021av| 视频一区二区中文字幕 | 久久无码专区国产精品s | 99re在线视频播放 | 高清性爱视频 | 丰满少妇xbxb毛片日本 | 精品人伦一区二区三区蜜桃免费 | 深夜激情视频 | 黄色片免费网站 | 97人人超 | 亚洲乱视频 | 91婷婷在线| 天天干天天曰 | 久久久久久久久久久99 | 欧美一级二级三级 | 人成精品 | 三级精品在线 | jizzjizz欧美69巨大 | 在线观看免费观看在线 | 国产美女作爱全过程免费视频 |