AD dönüştürücülerdeki diferansiyel girişlerin empedansı

Şu anda gelecekte RF almak ve iletmek için bir FPGA'ya oldukça hızlı bir ADC / DAC dönüştürücü çip takmaya çalışıyorum, ancak dönüştürücüyü çalıştırmak ve bir sinyal üreteci ve test için bir osiloskop takmak şu anki ana hedefim .

Dijital dünyadan geliyorum. Her türlü dijital devreyi yaptım ve mikrodenetleyici ile kolay görevler için bir AD dönüştürücü kullandım, ancak empedans gibi çeşitli faktörlere diferansiyel ve duyarlı olan analog yüksek hızlı sinyaller söz konusu olduğunda, temelde ne olduğumu bilmiyorum yapıyorum.

Bu proje için kullanmak istediğim çip AD9862 . Oldukça eski ama çok pahalı değil, lehimlenmesi kolay ve Ettus Research tarafından referans platform olarak kullandığım USRP'lerinin çeşitli modellerinde kullanıldı. Daha iyi bir çip için bir öneriniz varsa, lütfen söyle!

Şimdi ilgilendiğim en önemli şey analog alanın tamamı. AD9862, isteğe bağlı olarak arabelleğe alınabilen 2 diferansiyel girişe sahiptir (ne yapmam gerekir, değil mi?) Ve veri sayfası, giriş tamponunun 200 Ohm sabit empedansına sahip olduğunu söylüyor. Şimdi yapmak istediğim, bu iki AD kanalını, daha sonra bir sinyal üreteci veya bir radyo ön ucu bağlamak için 50 Ohm empedanslı dengesiz bir SMA konektörüne götürmek. Bunun için bir Balun'a ihtiyacım var.

Ettus da yaptı. AD- / DA-Dönüştürücüye bağlı farklı ön uçlara sahip olmak için süpürgeye bağlayabileceğiniz birkaç kızı var. Şimdi, tam olarak istediğimi yapan BasicRX Daughterboard'a ( öyleyse : en kolay kızak) bakarsam , ADT1-1WT adlı bir Balun kullandıklarını görüyorum . Buna bakarsam, veri sayfası bana 75 Ohm empedansa sahip olduğunu söyler. Bu tamamen yanlış değil mi? 200 Ohm dengeli bir transformatöre dengesiz 50 Ohm'a ihtiyacım olduğunu düşündüm.

Ayrıca giriş 50 Ohm'luk bir dirençle sonlandırılır ve doğrudan bir konektör hariç herhangi bir bileşen olmadan AD'ye (VINP_A / VINN_A ve B) giden çıkış seri olarak sonlandırılır (doğru mu? Bir posta listesinde, bu şematik BTW'de düşük geçiş filtresi değerlerinin yanlış olduğu bir yerde bir posta listesinde okudum) 50 Ohm ile. Bu, AD girişinin 200 Ohm giriş empedansı ile hiç uyuşmuyor. Birisi bana bunu açıklayabilirse harika olurdu! Benim için tüm değerler tamamen kapalı.

Ayrıca, bir PCB üzerindeki izler ne olacak? Ayrıca yansımaları ve duran dalgaları önlemek için doğru empedansa sahip olmaları gerekir. Bu yüzden onları eşleştirmem gerekiyor, sanırım? Yani balun çıkışı, AD girişine giden 200 Ohm'luk diferansiyel empedanslı diferansiyel izler olmalı ve balunun diğer tarafında, SMA konektörüne giden 50 Ohm'luk bir izlemeye ihtiyacım var mı?

Birisi benim için buna ışık tutabilirse, bu harika olurdu! Bunların hepsi, elektrik mühendisliğini bir ana dal olarak alırsanız ve bilgisayar bilimini aldıysanız ve bu benim için sadece amatör bir hobi ise, üniversitede öğrendiğiniz şeyler, bu yüzden şu anda biraz kayboldum :(

AD9862, tipik olarak 200 ohm'luk bir giriş empedansına sahiptir ve dış dünya arabirimi söz konusu olduğunda, bazı ilgi çekicidir, ancak büyük önem taşımamaktadır. Genel olarak konuşursak, sonsuzluğun bir çip giriş empedansı ile çalışmak daha kolaydır - bu şekilde çip, gelen hattı sonlandıran direnç / bileşenlerden birkaç inçten daha fazla oturmuyorsa göz ardı edilebilir.

Birkaç inç diyorum, ama bu gerçekten aldığınız frekansa bağlı. Diyelim ki maksimum ilgi frekansı 300MHz - 1 metrelik bir dalga boyuna sahip ve bir başparmak kuralı, pcb izlemeniz dalga boyunun onda birinden azsa, 10 cm (4 inç) besleme sorunlarınız olmayacağını söylüyor hat sonlandırıcıdan çipe.

Diğer halk daha az söyleyebilir, ancak bu sadece bir kural. Dolayısıyla, belirli bir empedansla eşleşen çip PCB izleri, başparmak kuralının karşılanması koşuluyla o kadar da kritik değildir. Çipin 200 ohm'luk bir giriş empedansı olması buna yardımcı olur - dağıtılmış bir yük sonlandırmasına (tek bir 50 ohm veya 75 ohm sonlandırıcı yerine) izin verilir (başparmak kuralı vb.).

Şimdi balun. Evet, bunun 75ohm balun olduğunu söylüyor, ancak günün sonunda normalde doğal olarak 75ohm veya 50 ohm ish olmayan bir transformatör. Transformatörün bir tarafında 50 ohm (veya 75 ohm) varsa, bu empedansın amaçlandığı normal frekans aralığı için diğer tarafa yansıtıldığı anlamına gelen 1: 1 empedans cihazı olduğunu söylüyor. için.

Balun çip tarafındaki empedans 200 ohm (çip) + 50 ohm (R4) + 50 ohm (R5) = 300 ohm'dur. Yine, bu 75 ohm empedansının yanı sıra işe yaramayacak, ancak muhtemelen büyük bir anlaşma yapmayacak - optimum değil, ancak balun özelliklerinden optimumun ne kadar uzakta olacağını söylemek çok zor. Tahminimce mükemmel değil ama sinyalleri birkaç dB'den fazla bozmayacaksınız.

Bu 300 ohm, balunun birincil tarafına yansır ve 50 ohm (R3) ile paralel hale gelir. Devreye bakan net empedans şimdi yaklaşık 43 ohm'dur. Açıkçası bu 50 ohm'a yakın olsaydı daha güzel olacağını söylemeliyim AMA, bu devrenin amaçlandığı kablonun empedansını bilmiyorum. 50 ohm olabilir ve bu durumda kablo üzerinde yukarı ve aşağı duran dalga ve yansıma eğilimi olacaktır, ancak bu kadar şiddetli bir şey operasyonları öldürmeyecektir. Kablo 45 ohm kablo olabilir (duyulmamış).

Bir devre yapıyorsanız, R3 için 62 ohm kullanırdım ve girişte sunulan empedans yaklaşık 51.4 ohm olacaktır.

Unutmayın, bu tasarımın en önemli kısmı ciddi yansımaları önlemek için kablonun empedansına uymaktır. Eşleştirme empedansının R3, R4, R5 ve PCB izlerini sağlayan çip arasında aşırı uzun olmaması ve önemli olmayan uzunlukların kısa olması koşuluyla PCB izlerinin tam olarak 50 ohm olacak şekilde tasarlanması gerekmez.