Impedansi input diferensial pada konverter AD

Saat ini saya mencoba untuk memasang chip ADC / DAC-converter yang agak cepat ke FPGA untuk menerima dan mengirimkan RF di masa depan, tetapi membuat konverter untuk menjalankan dan memasang generator sinyal dan osiloskop untuk pengujian adalah tujuan utama saya saat ini .

Saya datang dari dunia digital. Saya melakukan semua jenis sirkuit digital dan menggunakan konverter AD untuk tugas-tugas mudah dengan mikrokontroler, tetapi ketika datang ke sinyal analog kecepatan tinggi yang berbeda dan sensitif terhadap beberapa faktor seperti impedansi dan sebagainya, pada dasarnya saya tidak tahu apa yang saya ' saya lakukan.

Chip yang ingin saya gunakan untuk proyek ini adalah AD9862 . Ini agak tua tetapi mereka tidak terlalu mahal, mudah disolder, dan mereka telah digunakan oleh Ettus Research dalam beberapa model USRP mereka yang saya gunakan sebagai platform referensi. Jika Anda memiliki saran untuk chip yang lebih baik, tolong beritahu saya!

Sekarang hal utama yang saya perhatikan adalah seluruh domain analog. AD9862 memiliki 2 input diferensial yang dapat disangga secara opsional (yang harus saya lakukan, bukan?) Dan datasheet mengatakan buffer input memiliki impedansi konstan sebesar 200 Ohm. Sekarang yang ingin saya lakukan adalah, hanya mengambil dua saluran AD ke konektor SMA tidak seimbang dengan impedansi 50 Ohm untuk menghubungkan generator sinyal atau radio frontend nanti. Jadi, saya butuh Balun untuk itu.

Ettus juga melakukannya. Mereka memiliki beberapa papan induk yang dapat Anda lampirkan pada alas tiang untuk menghubungkan berbagai frontend ke AD- / DA-Converter. Sekarang, jika saya melihat BasicRX Daughterboard (adalah: papan putri termudah ) yang melakukan persis apa yang saya inginkan, saya melihat bahwa mereka menggunakan Balun yang disebut ADT1-1WT . Jika saya melihatnya, datasheet memberitahu saya, bahwa ia memiliki impedansi 75 Ohm. Bukankah itu sepenuhnya salah? Saya pikir saya perlu 50 Ohm tidak seimbang untuk 200 Ohm transformator seimbang.

Juga input diakhiri dengan resistor 50 Ohm dan output yang berjalan, langsung tanpa komponen lagi kecuali konektor, ke AD (VINP_A / VINN_A dan B) seri dihentikan (kan? Atau apakah low pass filter dengan 10pF kapasitor? Saya membaca di milis di suatu tempat bahwa nilai untuk low pass filter salah dalam skematik BTW ini) dengan 50 Ohm. Itu tidak cocok sama sekali dengan impedansi input 200 Ohm dari input AD. Akan luar biasa jika seseorang dapat menjelaskan hal itu kepada saya! Bagi saya semua nilai benar-benar mati.

Juga, bagaimana dengan jejak pada PCB? Mereka juga perlu memiliki impedansi yang tepat untuk mencegah pantulan dan gelombang yang berdiri. Jadi saya harus mencocokkan mereka, saya kira? Jadi output balun harus jejak diferensial dengan impedansi diferensial 200 Ohm pergi ke input AD dan di sisi lain balun, saya perlu jejak 50 Ohm pergi ke konektor SMA?

Jika ada yang bisa menjelaskan ini untuk saya, itu akan luar biasa! Ini semua adalah hal-hal yang tampaknya hanya Anda pelajari di universitas jika Anda mengambil teknik elektro sebagai jurusan dan saya mengambil ilmu komputer dan ini semua hanya hobi amatir bagi saya, jadi saya agak bingung sekarang :(

The AD9862 memiliki impedansi input khas 200 ohm dan itu menarik tetapi tidak penting ketika datang ke antarmuka dunia luar. Secara umum, impedansi input chip infinity lebih mudah untuk dikerjakan - dengan cara ini dapat diabaikan asalkan chip tidak duduk lebih dari beberapa inci dari resistor / komponen yang menghentikan jalur masuk.

Saya katakan beberapa inci, tetapi itu benar-benar tergantung pada frekuensi yang Anda terima. Misalkan frekuensi maksimum yang menarik adalah 300MHz - ia memiliki panjang gelombang 1 meter dan aturan praktis mengatakan bahwa jika pelacakan PCB Anda kurang dari sepersepuluh dari panjang gelombang maka Anda tidak akan mengalami masalah makan 10cm (4 inci) ke chip dari terminator garis.

Orang lain mungkin mengatakan kurang tetapi itu hanya aturan praktis. Jadi trek PCB chip yang dicocokkan dengan impedansi tertentu tidak terlalu penting baik memberikan aturan praktis terpenuhi. Fakta bahwa chip memiliki impedansi input 200 ohm sedikit membantu ini - penghentian beban terdistribusi (bukan termiantor 50 ohm atau 75 ohm tunggal) juga diperbolehkan (aturan praktis dll).

Sekarang balun. Ya itu mengatakan itu adalah balun 75ohm tetapi pada akhir hari itu adalah transformator dengan tidak ada yang biasanya inheren 75ohm atau 50 ohm ish tentang hal itu. Ia mengatakan itu adalah perangkat impedansi 1: 1 yang berarti bagi saya bahwa jika ada 50 ohm (atau 75 ohm) di satu sisi transformator, impedansi ini tercermin ke sisi lain untuk rentang frekuensi normal yang dimaksudkan. untuk.

Impedansi pada sisi chip balun adalah 200 ohm (chip) + 50 ohm (R4) + 50ohms (R5) = 300 ohm. Sekali lagi, ini tidak akan berfungsi sebaik impedansi 75 ohm tetapi mungkin tidak akan membuat masalah besar - itu tidak optimal tetapi sangat sulit untuk mengatakan dari balun spec seberapa jauh optimalnya itu. Dugaan saya adalah bahwa itu tidak sempurna tetapi Anda mungkin tidak akan memburuk sinyal oleh lebih dari beberapa dB.

300 ohm ini dipantulkan ke sisi utama balun dan menjadi sejajar dengan 50 ohm (R3). Impedansi bersih yang melihat ke sirkuit sekarang sekitar 43 ohm. Saya harus mengatakan bahwa ini jelas akan lebih baik jika lebih dekat ke 50 ohm TETAPI, saya tidak tahu impedansi dari kabel rangkaian ini dimaksudkan untuk. Bisa jadi 50 ohm dan dalam hal ini akan ada kecenderungan untuk gelombang berdiri dan refleksi naik-turun kabel tetapi tidak ada yang begitu parah sehingga akan mematikan operasi. Kabelnya bisa berupa kabel 45 ohm (tidak pernah terdengar).

Jika Anda membuat sirkuit, saya akan menggunakan 62 ohm untuk R3 dan impedansi yang disajikan pada input akan menjadi sekitar 51,4 ohm.

Ingat, bagian terpenting dari desain ini adalah untuk mencocokkan impedansi kabel untuk mencegah refleksi serius. Tidak masalah jika impedansi pencocokan didistribusikan antara R3, R4, R5 dan chip yang menyediakan jejak PCB tidak terlalu panjang DAN jejak PCB tidak harus dirancang dengan tepat 50 ohm asalkan panjangnya pendek.