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如何在射频采样数据转换器中使用S参数

发布时间:2020/7/12 21:10:17 访问次数:6767

现代高速模数转换器(adc)已经实现了射频(rf)信号的直接采样,因而在许多情况下均无需进行混频,同时也提高了系统的灵活性和功能。

adc信号和时钟输入都采用集总元件模型来表示。但是对于rf采样转换器而言,其工作频率已经增加至需要采用分布式表示的程度,那么原有的方法就不适用了。

说明如何将散射参数(也称为s参数)应用于直接射频采样结构的设计。

s参数就是建立在入射微波与反射微波关系基础上的网络参数。它对于电路设计非常有用,因为可以利用入射波与反射波的比率来计算诸如输入阻抗、频率响应和隔离等指标。而且由于可以用矢量网络分析仪(vna)直接测量s参数,因此无需知晓网络的具体细节。

一个双端口网络的例子,其入射波量为ax,反射波量为bx,其中x是端口。在该讨论中,我们假设被测器件是线性网络,因此适合采用叠加法。

双端口网络波量,在测量所有端口上的反射波时,vna一次只刺激一个端口(通过将入射波推到该端口)。而且所测量的这些波量是非常复杂的,因为每个波量都有相应的振幅和相位。因此,这个过程需要针对每个测试频率下的每个端口不断重复。

对于双端口器件,从测量数据中形成四个有意义的比率。这些比率通常用sij表示,其中i表示反射端口,而j表示入射端口。正如上文提到的,假设一次只刺激一个端口,那么其他端口的入射波为零(用系统的特性阻抗z0来表示终止)。

方程式1至4适用于四个双端口s参数。s11 and s22 分别表示端口1和端口2的复阻抗。s21表示传输特性,端口1为输入,端口2为输出(s12 与之相同,但端口2为输入,端口1为输出)。

对于单向器件而言,如放大器(端口1为输入,端口2为输出),可以用s11表示输入阻抗,用s21表示频率响应,用s12表示反向隔离,用s22表示输出阻抗。数据转换器也是一种单向器件,但其端口2通常为数字输出,这对测量和解读都会产生一定的影响。

将s参数扩展到多端口器件和差分器件,可以将s参数框架扩展到任意数量的端口,有意义的参数数量为2n,其中n表示端口数量。许多集成电路由于振荡和共模抑制能力增强而具有差分输入和输出。射频采样adc(如ti的adc12dj5200rf)通常具有差分射频输入和差分时钟输入。我们还可以进一步扩展s参数框架,以支持差分端口。

ws57c43c-45dmb对于差分端口来说,我们必须区分共模波和差模波。两种模式具有相同的入射振幅,但差模入射波具有180度的相移,而共模入射波具有相同的相位。

对于端口之间没有反馈的线性器件来说,可以采用叠加法,根据单端s参数测量(在任何给定时间内,只有一个端口具有处于活动状态的入射波)来计算出差共混合模式s参数。现代高性能vna还支持用差模或共模波同时刺激两个端口。

测量数据转换器s参数所面临的挑战,数据转换器的半模拟半数字特性给测量s参数带来了挑战。vna不能直接与数据转换器的数字总线相连接,因此需要采用专门的方法来进行测量。

(素材来源:21ic和ttic和eechina.如涉版权请联系删除。特别感谢)

深圳市永拓丰科技有限公司http://ytf02.51dzw.com/

现代高速模数转换器(adc)已经实现了射频(rf)信号的直接采样,因而在许多情况下均无需进行混频,同时也提高了系统的灵活性和功能。

adc信号和时钟输入都采用集总元件模型来表示。但是对于rf采样转换器而言,其工作频率已经增加至需要采用分布式表示的程度,那么原有的方法就不适用了。

说明如何将散射参数(也称为s参数)应用于直接射频采样结构的设计。

s参数就是建立在入射微波与反射微波关系基础上的网络参数。它对于电路设计非常有用,因为可以利用入射波与反射波的比率来计算诸如输入阻抗、频率响应和隔离等指标。而且由于可以用矢量网络分析仪(vna)直接测量s参数,因此无需知晓网络的具体细节。

一个双端口网络的例子,其入射波量为ax,反射波量为bx,其中x是端口。在该讨论中,我们假设被测器件是线性网络,因此适合采用叠加法。

双端口网络波量,在测量所有端口上的反射波时,vna一次只刺激一个端口(通过将入射波推到该端口)。而且所测量的这些波量是非常复杂的,因为每个波量都有相应的振幅和相位。因此,这个过程需要针对每个测试频率下的每个端口不断重复。

对于双端口器件,从测量数据中形成四个有意义的比率。这些比率通常用sij表示,其中i表示反射端口,而j表示入射端口。正如上文提到的,假设一次只刺激一个端口,那么其他端口的入射波为零(用系统的特性阻抗z0来表示终止)。

方程式1至4适用于四个双端口s参数。s11 and s22 分别表示端口1和端口2的复阻抗。s21表示传输特性,端口1为输入,端口2为输出(s12 与之相同,但端口2为输入,端口1为输出)。

对于单向器件而言,如放大器(端口1为输入,端口2为输出),可以用s11表示输入阻抗,用s21表示频率响应,用s12表示反向隔离,用s22表示输出阻抗。数据转换器也是一种单向器件,但其端口2通常为数字输出,这对测量和解读都会产生一定的影响。

将s参数扩展到多端口器件和差分器件,可以将s参数框架扩展到任意数量的端口,有意义的参数数量为2n,其中n表示端口数量。许多集成电路由于振荡和共模抑制能力增强而具有差分输入和输出。射频采样adc(如ti的adc12dj5200rf)通常具有差分射频输入和差分时钟输入。我们还可以进一步扩展s参数框架,以支持差分端口。

ws57c43c-45dmb对于差分端口来说,我们必须区分共模波和差模波。两种模式具有相同的入射振幅,但差模入射波具有180度的相移,而共模入射波具有相同的相位。

对于端口之间没有反馈的线性器件来说,可以采用叠加法,根据单端s参数测量(在任何给定时间内,只有一个端口具有处于活动状态的入射波)来计算出差共混合模式s参数。现代高性能vna还支持用差模或共模波同时刺激两个端口。

测量数据转换器s参数所面临的挑战,数据转换器的半模拟半数字特性给测量s参数带来了挑战。vna不能直接与数据转换器的数字总线相连接,因此需要采用专门的方法来进行测量。

(素材来源:21ic和ttic和eechina.如涉版权请联系删除。特别感谢)

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