ADC中宽带巴伦的使用

大多数高速ADC使用差分输入结构。 这样会具有良好的共模噪声抑制,但是常常需要在ADC输入端将单端信号转换为差分信号。 这一转换过程,主要选择无源巴伦或变压器及有源放大器来实现。

虽然有很多高性能的组件可用于系统的这一部分,但是即使最佳解决方案也会带来小的差分不平衡,使得信号失真并降低ADC的无杂散动态范围(SFDR)。

ADC前端的差分输入信号各端之间的相位失配会导致基波信号谐波功率增加。 当差分信号的一端在时间上先于另一端且提前量达到相对于其周期的一定相位量时,就可能发生这种情况。 其效应如下图所示,此时,差分对的一端比另一端提前较小的周期相位量。

这种情况下,巴伦输出与ADC差分输入之间存在几度的相位失配。 如果差分输入在相位上完全匹配,这可能导致第二谐波比其他情况下高,从而对SFDR造成影响。

差分信号采集系统前端的另一不平衡可能是幅度失配。 当差分信号一端的增益不同于其补码时,ADC输入就会把一端视为较大信号,另一端视为较小信号。 在其他情况下,这会减小基波信号的全功率,降低SFDR的dBc值。 差分输入端如果存在2 dB的幅度失配,结果会导致满量程输入信号功率下降1 dB。 这些前端信号的每个完整性方面问题都可能使ADC的SFDR性能以及整个系统的信号解码能力下降。

对于设计良好的单芯片ADC内核,SFDR一般主要由载波频率与目标基波频率的第二或第三谐波之间的动态范围构成。 具有高相位或幅值失配的巴伦可放大高性能ADC的FFT中的谐波。

转载于:https://www.cnblogs.com/dzcql/p/10325370.html

### 宽带巴伦在天线中的作用 宽带巴伦Balun)是一种用于平衡信号传输的关键器件,在天线系统中起到至关重要的作用。其主要功能是实现不平衡信号到平衡信号之间的转换,或者反之亦然。这种转换对于减少电磁干扰、提高系统的效率以及优化阻抗匹配具有重要意义[^1]。 具体来说,宽带巴伦的作用可以概括为以下几个方面: - **阻抗变换**:通过调整输入端和输出端的阻抗特性,使天线能够更好地与馈电网络相匹配,从而降低反射损耗并提升能量传递效率。 - **模式转换**:将单端信号转化为差分信号形式,有助于抑制共模噪声,增强射频电路的整体性能。 - **极化控制**:某些类型的巴伦还参与调节电磁波的偏振状态,这对于双极化或多极化的现代通信天线尤为重要。 ### 工作原理分析 宽带巴伦的工作机制基于变压器理论及其衍生技术。它利用磁耦合效应来完成不同导体间电流分布形态的变化过程。典型的结构包括但不限于螺旋型、折叠偶极子型以及微带线过渡等形式。这些设计方案均旨在拓宽操作频率范围的同时保持良好的电气特性和机械稳定性。 以一种常见的宽带集成巴伦为例说明其内部运作机理:该装置由多个级联的LC谐振腔构成,每一个独立单元都针对特定中心频率进行了精确调校;当高频交流电压施加于初级绕组两端时,次级绕组会产生相应的感应电动势,此过程中伴随着必要的幅度比例缩放和平移处理,最终形成适配下游负载需求的理想输出波形参数集合[^1]。 ```python # 示例代码展示如何模拟简单理想条件下巴伦的功能仿真模型构建思路 import numpy as np def balun_simulation(frequency_range=np.linspace(1e9, 6e9, num=500)): impedance_ratio = [] for freq in frequency_range: Zin = complex_function_of(freq) # 输入阻抗计算函数 Zout = another_complex_func(freq) # 输出阻抗计算函数 ratio = abs(Zout / Zin) impedance_ratio.append(ratio) return frequency_range, np.array(impedance_ratio) frequency_data, ratios = balun_simulation() print("Frequency vs Impedance Ratio:", list(zip(frequency_data/1e9, ratios))) ``` 以上脚本片段展示了通过编程手段探索某类假定条件下的巴伦行为特征曲线绘制方法论框架示意。
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