電路功能與優(yōu)勢(shì)

　　將寬帶DAC互補(bǔ)電流輸出轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)的傳統(tǒng)方法是使用中心抽頭變壓器,，或者在差分轉(zhuǎn)單端配置中使用一個(gè)單通道運(yùn)算放大器,。然而，變壓器的低頻非線性可能會(huì)限制其在DC附近使用,；運(yùn)算放大器方法則要求電阻嚴(yán)格匹配,，以提供直流共模抑制,、負(fù)載阻抗和互補(bǔ)DAC輸出之間的增益匹配,。如果匹配有誤差,，則最終輸出也會(huì)產(chǎn)生誤差。本電路利用差分接收放大器AD8130實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的差分轉(zhuǎn)單端功能,，無(wú)需使用昂貴的精密電阻,，從而以更少的元件提供更高的精度。

　　AD8130還有一個(gè)優(yōu)勢(shì),，即具有業(yè)界領(lǐng)先的交流共模抑制性能（10 MHz時(shí)為70 dB）,。可以利用這一特性抑制DAC數(shù)字地層與接收器模擬地層之間的噪聲,，這是此類混合信號(hào)應(yīng)用的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題,。

　　圖1. 用接收器AD8130實(shí)現(xiàn)高速TxDAC差分轉(zhuǎn)單端（原理示意圖，未顯示去耦和所有連接）

　　電路描述

　　本電路采用20 mA互補(bǔ)電流輸出,、低功耗,、14位、125 MSPS,、雙通道TxDAC®數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD9117和低成本,、270 MHz差分接收放大器AD8130。

　　通過(guò)改變FSADJI或FSADJQ與地之間的電阻值,，可以在4 mA至20 mA范圍內(nèi)調(diào)整AD9117的滿量程輸出電流,。本例使能了內(nèi)部電阻選項(xiàng)，并將其設(shè)置為1.6 kΩ,，以便提供最大20 mA電流輸出,。該配置要求將0b10100000寫入AD9117的寄存器IRSET和QRSET?；パa(bǔ)電流輸出采用49.9 Ω外部電阻端接,，以產(chǎn)生差分電壓。采用滿量程數(shù)字輸入擺幅時(shí),，這些電阻上產(chǎn)生的電壓彼此相差180°,，大小介于0 V至1 V之間，因此峰峰值差分輸出電壓為2 V,。一個(gè)47 pF電容與這些負(fù)載電阻并聯(lián),，構(gòu)成一個(gè)68 MHz一階重構(gòu)濾波器，并衰減奈奎斯特帶寬之外的鏡像,。與AD8130輸入引腳串聯(lián)的兩個(gè)49.9 Ω電阻可改善電路的整體失真性能,。共模輸出引腳CMLI和CMLQ可以用來(lái)提供附加偏移，但本例中未使用,，而是將其接地,。

　　AD8130是一款理想的互補(bǔ)產(chǎn)品,，因?yàn)樗休^大的平衡輸入阻抗，可以將差分輸入輕松轉(zhuǎn)換為單端格式,，并具有出色的交流共模抑制性能,，如圖2所示。

　　圖2. AD8130共模抑制

　　AD8130帶寬為270 MHz,，支持AD9117在最大更新速率125 MSPS時(shí)產(chǎn)生的最高達(dá)約40 MHz的DAC輸出頻率,。

　　本例中，AD8130的增益設(shè)置為1（RF,，省去RG）,。不過(guò)，只需改變RF/RG比,，就能調(diào)整增益,。電源設(shè)置為±5 V，但如果輸出端需要更大擺幅,，可以將其提高至最大±12 V,。

　　為使本電路正常工作，必須考慮與DAC和運(yùn)算放大器相關(guān)的裕量問(wèn)題,。DAC輸出電壓需保持在其規(guī)格范圍內(nèi),，防止內(nèi)部電路引入失真。當(dāng)DAC VDD = 3.3 V且VCM = 0 V時(shí),，AD9117輸出必須小于±1 V,，這可以通過(guò)49.9 Ω負(fù)載電阻和20 mA滿量程電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)放大器輸出端負(fù)載為1 kΩ時(shí),，AD8130要求1 V的電源電壓裕量,；因此，當(dāng)采用±5 V電源時(shí),，輸出擺幅不能超過(guò)±4 V,。

　　諧波失真是本設(shè)計(jì)的重要標(biāo)準(zhǔn)。圖3和圖4分別顯示了整個(gè)電路（AD9117 + AD8130）的二次和三次諧波失真測(cè)量結(jié)果,，以及AD9117本身的諧波失真,。測(cè)量在AD8130的增益設(shè)置為1（RF = 0，省去RG）的條件下進(jìn)行,。

　　圖3. 電路的二次諧波失真（G = 1）

　　圖4. 電路的三次諧波失真（G = 1）

　　如果時(shí)域應(yīng)用需要更快的上升/下降時(shí)間,，可以通過(guò)減小電容值來(lái)提高重構(gòu)濾波器的截止頻率。不過(guò),，與AD9117 DAC的內(nèi)在性能相比,，AD8130的270 MHz帶寬會(huì)限制上升/下降時(shí)間和建立時(shí)間。該電路仍然可以在3次DAC更新（125 MSPS）的時(shí)間內(nèi)建立,。

　　0.1 μF電容對(duì)AD9917內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源去耦,。應(yīng)將一個(gè)0.1 μF低電感陶瓷去耦電容（圖1未顯示）與VDD相連,，并使其非?？拷麬D9117,。

　　將AD8130的引腳4和RG（圖2中顯示為G2）連接到一個(gè)失調(diào)電壓（VOFF），可以獨(dú)立于放大器增益來(lái)調(diào)整AD8130的輸出電壓失調(diào),，使其值不為0 V,。該配置中，VOFF出現(xiàn)在單位增益輸出端,，而AD8130的增益仍然為1+RF/RG,。

　　為了使本文所討論的電路達(dá)到理想的性能，必須采用出色的布線,、接地和去耦技術(shù),。至少應(yīng)采用四層PCB：一層為接地層，一層為電源層,，另兩層為信號(hào)層,。

　　所有IC電源引腳都必須采用0.01 μF至0.1 μF低電感多層陶瓷電容（MLCC）去耦至接地層（為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，圖中未顯示）,，并應(yīng)遵循各IC數(shù)據(jù)手冊(cè)和教程MT-101的相關(guān)建議,。

　　常見(jiàn)變化

　　只要將輸出頻率保持在AD8130的帶寬范圍內(nèi)，就可以在本配置中使用其它TxDAC IC,，例如AD9707,、AD9717、AD9767或AD9744,。