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在要求苛刻的通信收发器中,低失真、低噪声差分放大器驱动高速adc

来源:analog 发布时间:2024-01-15

摘要: 今天的通信收发器工作在比过去更高的频率和更宽的带宽。结合更高的分辨率要求,收发器设计可能会变得令人望而生畏。

今天的通信收发器工作在比过去更高的频率和更宽的带宽。结合更高的分辨率要求,收发器设计可能会变得令人望而生畏。对于设计这些系统的工程师来说,在选择系统组件时,较小的噪声和失真预算几乎没有灵活性。

LT1993-x设计用于满足通信收发器应用的苛刻要求。它可以用作差分ADC驱动器或通用差分增益块。对于单端系统,LT1993-x可以代替变压器进行单端到差分转换,而不会牺牲噪声或失真性能。

LT1993-x特性

LT1993-x是一款全差分输入输出放大器,增益带宽产品高达7GHz,具有令人印象深刻的功能集。有三种内部匹配电阻的固定增益选项:增益2 (6dB),增益4 (12dB)和增益10 (20dB)。LT1993-x是直流耦合的,因此不需要在输入和输出上使用直流阻塞电容器。输出共模电压由外部引脚独立控制,允许ADC输入的最佳偏置条件。LT1993-x具有两组差分输出:正常输出和滤波输出。输出过滤器在许多应用程序中消除了额外的过滤,但如果需要,可以使用一些外部组件来实现额外的过滤。图1显示了LT1993-x的框图。


图1所示。LT1993-x的框图和增益选项之间的差异。6dB版本输入阻抗为200欧姆,其他两个版本输入阻抗为100欧姆。

高速ADC驱动

在现代通信收发器中,最具挑战性的任务之一是驱动数字转换器(ADC)。今天的转换器采样数据达到数百兆赫,分辨率高达16位。在每个采样周期中,内部ADC采样和保持的切换将电荷注入驱动器的输出,驱动器必须在进行下一个采样之前吸收电荷并稳定其输出。这种电荷注入在几乎所有高速、高分辨率ADC拓扑中都是固有的,在选择合适的驱动器时必须考虑到这一点。

LT1993-x专为驱动高速adc充分发挥其潜力而设计。3.8nV/√赫兹LT1993-x在70MHz (2V(P-P)差分输出)下的电压噪声规范和-70dBc的谐波失真,满足并超过了驱动高分辨率高速adc的要求。图2显示了在70MHz输入信号上采样数据的FFT, LT1993-2驱动LTC2249以80Msps采样。


图2。使用LT1993-2和LTC2249 ADC以80Msps采样获取的FFT数据。二次谐波在-74dBc,三次谐波在-70dBc。

WCDMA放大器和ADC驱动

宽带CDMA收发器通常使用直接中频采样,这意味着ADC以70MHz的中心频率和每通道5MHz的带宽采样信号。多达4个WCDMA信道同时传输,频率间隔很近。这对收发器中的组件提出了困难的互调失真(IMD)和噪声要求,因为两者都会提高间隔紧密的相邻信道中的本底噪声。LT1993-2具有出色的-70dBc IMD和低噪声,允许WCDMA信号的相邻信道泄漏比(ACLR)为63dBc。这个数字超过了大多数WCDMA制造商的ACLR规格。

图3显示LT1993-2驱动具有70MHz 4通道WCDMA信号的LTC2255 14位ADC。在LT1993-2的输出端是一个简单的LC带通滤波器,增加了额外的带外滤波。图4显示了LTC2255的FFT数据,展示了LT1993-2可能实现的良好ACLR。WCDMA信号两侧的小像差是噪声信号发生器的伪影,其输出在到达LT1993-2之前经过带通滤波。


图3。LT1993-2驱动LTC2255 ADC以96.12Msps采样,70MHz, 4通道WCDMA信号。简单LC输出网络提供带外滤波。


图4。从LTC2255 ADC输出的FFT数据。LT1993-2的低IMD保留了WCDMA信道的信噪比。

结论

LT1993-x是一款灵活、节省成本且易于使用的差分放大器和ADC驱动器,可确保在高速通信收发器应用中实现最佳性能。除了低噪音、低失真和高速度外,LT1993-x还采用0.8mm高的3mm × 3mm QFN封装,节省了空间。在大多数条件下操作LT1993-x需要最小的支持电路,并包括输出低通滤波。三种不同的增益选项增加了系统设计的灵活性,并有助于降低噪声系统组件的增益要求。LT1993-x可以简化收发器设计,减少组件数量并缩短产品上市时间。

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