系统架构师可参考产品数据手册,了解元器件性能。很多时候,诸如功率水平和无杂散动态范围(SFDR)等性能参数会给出多种频率下的数值。明智的系统设计人员可将同一个DAC应用于上文所述的超奈奎斯特区中。值得注意的是,在较高频率下(或较高区域中)预期输出电平将会低得多,因此很多信号链会在DAC之后集成一个额外的增益模块或驱动放大器,以补偿该损耗。
元器件方面的考虑,比如选择输出巴伦
只有最终用户设计和测得的最佳性能GSPS DAC才是好器件。为了最大程度发挥高品质DAC的性能,应当只选用最好的元器件。特别是关键电路,必须在一开始就决定好。数据手册上的DAC性能是否提供了足够的输出功率?是否需要有源器件?信号链是否需要从DAC差分输出传送至单端环境? 是否需要用到变压器或巴伦?巴伦的合适阻抗比是多少?本文将重点讨论巴伦或变压器的使用。
选择巴伦时,应仔细考虑相位和幅度不平衡。阻抗比(即电压增益)、带宽、插入损耗和回损同样也是重要的性能考虑因素。采用巴伦进行设计并不总是简单明了。例如,巴伦的特性随频率而改变,这会给预期蒙上阴影。有些巴伦对接地、布局布线和中心抽头耦合敏感。
系统设计人员不应完全根据巴伦数据手册上的性能作为器件选择的唯一基础。经验在这里能够发挥巨大作用:存在PCB寄生效应时,巴伦以新的形式构成外部匹配网络;转换器的内部阻抗(负载)同样成为等式的一部分。
目前市场上,Anaren、Hyperlabs、Marki Microwave、MiniCircuits和Picosecond作为最佳解决方案,可提供最宽的带宽。这些专利设计采用特殊拓扑,允许只采用单一器件实现千兆区域带宽扩展,从而提供更高的平衡度。
使用单个巴伦或多个巴伦拓扑时,最后需要注意的一点是,布局对于相位不平衡同样具有重要作用。为在高频下保持最佳性能,布局应尽可能对称。否则,走线轻微失配可能使采用巴伦的前端设计变得毫无用处,甚至使动态范围受限。
输出匹配
依赖频率的元器件将会始终限制带宽,如并联电容和串联电感。也就是说,考虑优化而非匹配,可能更为有效。今天,巴伦的超宽带宽几乎不可能“配合”多倍频程频谱范围。对以上参数的优化则要求对系统的最终用途有深入的了解。例如,电路是否需要提供最大功率传输,而较少考虑SFDR?或者是否需要最高线性度设计,同时突出SNR和SFDR而较少考虑DAC的输出驱动强度?这意味着在应用中,应当权衡每个参数的重要性。
本例中,如图2所示为AD9129 GSPS DAC输出网络。该网络中的每个电阻和巴伦都可改变,然而随着每个电阻值的变化,性能参数也会如表1所示发生改变。