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百题大作战,谁是数据转换解题高手

作为全球领先的数据转换器供应商,ADI公司可提供业界最齐全的数据转换系列产品,涵盖8位至24位产品。ADI公司的这些数据转换器可在各类应用中实现精确可靠的转换性能,包括通信、能源、医疗、仪器仪表和测量、电机和功率控制、工业自动化和航空航天/国防。ADI公司还提供多种数转换器资源,在产品选型到电路设计的项目各阶段为工程师提供帮助。

此外,ADI还提供很多在线和可下载工具,可帮助你们从丰富的数据转换器产品中简单快速地进行选型、建模、仿真和评估。 使用高速(>10 MSPS)和精密(<10 MSPS)模数转换器(ADC)或数模转换器(DAC)进行设计时,还可以使用在线选型和建模工具哦~

作为使用超级广泛的数据转换器,咱们ADI中文技术论坛上有很多很多关于ADC/DAC的问题, 你有勇气来挑战吗?让我们看看谁才是最牛的答题高手!

活动时间:1214-12月31

活动要求:

ADI中文论坛 搜索 数据转换器 专区的讨论,或点击数据转换器专区直接进入数据转换器专区

进行以下方法中的任何一个,即为有效参与

1、选择你想要回答的问题进行解答,可以发表你对问题的看法或者是问题的解决方案;

2、在论坛中发帖介绍 数据转换 相关的知识或者应用方案。

活动规则:

1、参与者须在回帖或发帖后在本活动帖下方回复所发表的帖子链接或回复的帖子链接/截图

2、参与者可以同时发帖和回帖参与活动

3、每个用户只有一次获奖机会

活动奖励:

答题高手:奖励《模拟电路设计手册晋级应用指南》一本(共5本)

ps.如果你的解答被标记为“正确答案”或“有用答案”,获奖概率更高哦~

积极参与者:奖励纸质版《非常见问答合集》+《系统方案精选(2017)》一套(共20套)

ps.如果你的分享或问题得到较多的互动(评论&点赞),获奖概率更高!

幸运参与者,ADI 2018笔记本一个(若干)

Top Replies

  • ADC/DAC方向的问题,又有过半是探讨时下主推的AD7124-4/8的,呵呵

  • 我觉得ADI应该主推AD40xx更好些:)呵呵

  • 好活動,支持下,努力学习啦

  • 两级AD8367级联下搭建AGC的PCB验证板自激的问题分析

                                    求助解决办法

    一、电路结构原理

    本电路的设计思路是采用ADI公司的具有内置AGC检波器、带宽500MHzdB线性的VGA电路AD8367两级级联的电路结构来实现一个大动态范围的AGC电路,如下图1所示。

                       1、两级级联的AD8367实现AGC的电路原理图

         由上图电路结构可知,第一级的AD8367工作于VGA模式,第二级AD8367工作于AGC模式,第二级的AD8367的检波信号DETO反馈到两级AD8367的增益控制端口GAIN,从而完成整个环路的自动增益控制(AGC)功能。

          本电路的主要设计指标:(本电路工作于50Ω系统)

          工作带宽:10MHz~200MHz

          动态范围:>70dB

    功率增益:>60dB

    。。。。。。

    AD8367的产品手册我们知道这款电路适用于200Ω系统,但AD8367的实际输入阻抗为200Ω,输出阻抗为50Ω(如果用于200Ω系统,是不是意味着输出阻抗不匹配?为什么又号称适用于200Ω系统,迷惑1??)。考虑到这些及工作带宽10MHz~310MHz,因此处于级间匹配的缘故,在图1的两级中间设计了纯电阻的匹配网络(按照AD8367输出阻抗50Ω、输入阻抗200Ω来匹配),(LC匹配不适用于宽带匹配)如下图2所示,图中第一个虚线框内源阻抗(Rs)50Ω代表AD8367的输出电阻,第二个虚线框内负载阻抗(RL)200Ω代表AD8367的输入电阻,信号经过这个电阻网络有约11.5dB的衰减。(这里级间匹配没有按照号称AD8367输入阻抗200Ω、输出阻抗200Ω来做匹配,如果认为AD8367输入阻抗和输出阻抗均为200Ω,是否意味着可以直接级联呢?在实际测试中直接级联情况下的参数参数很差,动态范围减小了很多,关闭信号源后电路也出现自激,迷惑2??)。

    2、两级AD8367之间的宽带匹配网络

    又考虑到本电路工作于50Ω系统,所以再输入及输出端也应增加匹配网络(图1中输入和输出匹配网络没有给出),考虑到宽带,也设计为纯电阻匹配网络。有前面介绍的匹配玩过可知:

    输入端的匹配网络结构也即为图2所示(有源阻抗的50Ω变换到200Ω);

    输出端就没有设计匹配网络,原因也如前面所述,即认为AD8367的输出阻抗为50Ω而非200Ω,所以就认为不需要在进行阻抗匹配。

    2PCB验证的设计及测试

    1. 2.1PCB验证板叠层与端口设计

    本电路的PCB验证板为四层板,板材为罗杰斯4350B,整个验证板的面积约为50mm×30mm,为了保证信号的隔离性,输入和输出端口的位置设计为对角,从顶层到底层的叠层顺序为S-G-S-P,为保证接地和电源良好,采用单独的地层和电源层,焊接后的验证板如下图3所示。信号线宽大部分为14mil,线宽设计未考虑到特征阻抗匹配。

                    3、两级AD8367级联的AGC电路PCB验证板

    考虑到和单级AD8367AGC电路特性对比测试,也同时设计了单级AD8367AGC电路验证板,如下图4所示。

    4、单级AD8367AGC电路PCB验证板

    1. 2.2PCB验证板的测试

    由于本电路设计的工作频率范围为10MHz~200MHz,属于宽带。所以,在下面电路中所做的匹配不能设计插损较小的LC匹配网络,而是设计为纯电阻网络的宽带匹配。

                             单级AGC电路(AD8367

    电路工作于50Ω系统,在50Ω系统下进行测试(下面所有测试也均为在50Ω系统下完成的)输入采用AD8367产品手册中推荐的匹配网络,这个网络有11.5dB的衰减量;为了得到较大输出信号幅度,输出没有纯电阻的匹配网络,而是经电容C9后交流耦合输出PCB测试验证板对应前面的图4所示。

    5、单级AD8367构成AGC电路原理图

    1 单级测试结果

    频率

    输入电平

    动态范围

    输出电平

    说明

    20MHz

    -30dBm~10dBm

    40dB

    1. 3.67dBm~4.50dBm

    测试时设定信号源最大输出功率为10dBm

    60MHz

    -30dBm~10dBm

    40dB

    1. 3.83dBm~4.33dBm

    100MHz

    -30dBm~10dBm

    40dB

    1. 3.83dBm~4.33dBm

    再来看一下不加信号下单级AGC6.5GHz带宽内的频率图,如下图6所示,由图6可以看到有个238MHz的频率点幅度较多且不是连续出现(时有时无),其它频率点较为平坦,此时简单判断认为单级的AGC没有出现自激。

    6、关闭输入信号下6.5GHz带宽内的单级AGC的频谱图

    为了验证输入匹配网络对单级AGC频率响应是否有影响以及影响到底有多大,在前面的图4的验证板上去掉输入匹配网络(即是57.6174两个电阻组成的网路),同样条件下关掉输入信号,得到如下图7的频谱图,可见此时板子已经出现自激。可见,对于单级AGC电路(AD8367)来说,输入匹配网络很重要。

    7、去掉输入匹配网络,关闭输入信号下6.5GHz带宽内的单级AGC的频谱图

    两级AGC电路(两个AD8367级联)

    第一种情况:(输入级和两级之间加纯电阻宽带匹配网络)

    电路连接图及匹配网络(虚线框)如下图8所示,输入级不做匹配网络直接经过电容C1交流耦合输入,两级AD8367之间用下图中虚线框中的纯电阻匹配网络连接(50Ω变换到200Ω),同样为了得到较大输出信号幅度,输出不做纯电阻的宽带匹配网络,而是经电容C9后交流耦合输出,输出不做匹配网络。

                        8、两级AD8367构成AGC原理图(第一种情况)

    测试数据如下:

    2 第一种情况测试结果

    频率

    输入电平

    动态范围

    输出电平

    说明

    20MHz

    -60dBm~10dBm

    70dB

    1. 2.67dBm~4.67dBm

     

    60MHz

    -60dBm~10dBm

    70dB

    1. 2.50dBm~4.53dBm

     

    100MHz

    -60dBm~10dBm

    70dB

    1. 2.50dBm~4.33dBm

     

    关闭信号源后6.5GHz带宽内的频谱图如下图9所示,可见此时板子出现自激(如图中的303MHzMark点频上)。

    9、关闭信号源后两级AD8367级联下的频谱图

    第二种情况:(输入端不加匹配网络,级间加匹配网络)

    与第一种情况的唯一区别就是在电路的输入端去掉了纯电阻的宽带匹配网络。原理图如下图10所示。

    10、两级AD8367构成AGC原理图(第二种情况)

    测试数据如下:

    3 第二种情况测试情况

    频率

    输入电平

    动态范围

    输出电平

    说明

    20MHz

    -65dBm~10dBm

    75dB

    1. 2.67dBm~4.67dBm

     

    60MHz

    -65dBm~10dBm

    75dB

    1. 2.50dBm~4.53dBm

     

    100MHz

    -65dBm~10dBm

    75dB

    1. 2.50dBm~4.33dBm

     

    关闭信号源后6.5GHz带宽内的频谱图如上图9所示,基本没有差别,可见此时板子出现自激(如图中的303MHzMark点频上)。

    第三种情况:(输入端不加匹配网络,级间加匹配网络,输出加匹配网络)

       此时输入、级间都加了纯阻性的宽带匹配网络(虚线框),如下图11所示。

                          11、两级AD8367构成AGC原理图

         测试数据如下:

    4 第三种情况测试情况

    频率

    输入电平

    动态范围

    输出电平

    说明

    20MHz

    -60dBm~10dBm

    70dB

    -16.23dBm~-14.50dBm

     

    60MHz

    -60dBm~10dBm

    70dB

    -16.30dBm~-14.53dBm

     

    100MHz

    -60dBm~10dBm

    70dB

    -16.54dBm~-14.69dBm

     

    关闭信号源后6.5GHz带宽内的频谱图如下图12所示,和上图9相比较,只是1GHz之前的信号衰减了近20dB,可见此时板子也出现自激(如图中的867MHzMark点频上)。

    我的问题是:

    1AD8367的输入阻抗为200Ω,而输出阻抗到底应该按50Ω还是200Ω来做级间匹配和最后的输出匹配呢?

    2、技术支持只谈到了电路设计技术上的注意事项和可能解决的办法来解决板子自激,是不是板子自激还有其它原因呢?比如上两级级联的PCB版图设计上有没有什么要特别注意的事项?如果有,请ADI的技术支持者们给予相关说明。