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基于阻抗拟合法设计ADS6444前端抗混叠滤波器

作者:孙其伟来源:《数字技术与应用》日期:2014-05-28人气:163

1、负载曲线拟合
我们知道在设计滤波器时,其应用时的负载阻抗对滤波器的能否实现其预期的性能影响非常大。通常我 们的负载是固定阻抗,这里我们只需要参考经典的滤波器设计步骤即可有效的实现设计目标。然而对于 目前越来越流行的高速ADC,其输入阻抗呈容性,亦即阻抗随频率变化而变化。这就要求我们在滤波器设 计的开始就将负载特性考虑进来。参考ADS6444的使用手册本,本文直接给出ADS6444的输入阻抗的拟合 方程,如(式1),这里不再赘述其推到过程。
该阻抗曲线随频率的变化基本与ADS6444用户手册给出的输入阻抗曲线一致,如图2。
2、仿真与优化及结果对比
在ADS仿真环境中建立工程,绘制仿真原理图,并将估算的器件值设置到相应的元件。需要特别强调的是 ,在原理图中不再采用通常的做使用固定负载,而是将上文提及的表达式(1)作为负载阻抗,使其随频 率变化而变化,更接近实际情况。插入相应仿真和优化控件,并根据需要设置仿真和优化参数。
经过反复优化调整后获得了一组满足系统指标要求的一组电容电感值,同时为了能够对比结果,本文也 采用固定负载进行了仿真和优化,图3和图4给了出可变负载的优化和实测结果已经固定负载的优化和实 测结果。其中,仿真结果通过ADS获得,实测结果通过Matlab分析Signaltap抓取的ADS6444输出的数据获 得。
3、结果分析
对比拟合负载和固定负载的仿真和实测结果,不难有以下结论:(1)采用拟合负载仿真与实测结果在带内 平坦度及带外抑制的一致性明显好于采用固定负载的情况。(2)不论采用拟合负载还是采用固定负载仿真 的插入损耗都明显低于实测的插入损耗,这主要是因为仿真时使用的是理想器件。
4、结语
目前,高速ADC正越来越多的被使用,由于其容性的输入特性使其前端的抗混叠滤波器设计也成了一个难 点,本文提出了一种借助拟合ADC输入阻抗曲线的方法提高了抗混叠滤波器仿真和实测的一致性。
借助ADS仿真软件设计滤波器在工程实践中有着广泛的应用,这也极大的减少了研发的成本缩短了研发周 期。然而,因为实际参数不能准确有效的设置到仿真环境中而造成误导的情况也时有发生。本文固定负 载与拟合负载的仿真和实测结果的对比就充分说明了这个问题。

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