ความต้านทานของอินพุตแตกต่างบนตัวแปลง AD

ตอนนี้ฉันกำลังพยายามแนบชิพ ADC / DAC-converter ที่ค่อนข้างเร็วเข้ากับ FPGA เพื่อรับและส่งคลื่นวิทยุในอนาคต แต่การใช้ตัวแปลงเพื่อทำงานและติดตั้งเครื่องกำเนิดสัญญาณและออสซิลโลสโคปสำหรับการทดสอบเป็นเป้าหมายหลักของฉันในตอนนี้ .

ฉันมาจากโลกดิจิตอล ฉันทำวงจรดิจิตอลทุกชนิดและใช้ตัวแปลง AD สำหรับงานง่าย ๆ ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่เมื่อมันมาถึงสัญญาณความเร็วสูงแบบอะนาล็อกที่แตกต่างและมีความอ่อนไหวต่อปัจจัยหลายอย่างเช่นอิมพีแดนซ์และอื่น ๆ โดยทั่วไปฉันไม่รู้เลยว่า ฉันกำลังทำ

ชิปที่ฉันต้องการที่จะใช้สำหรับโครงการนี้เป็นAD9862 ค่อนข้างเก่า แต่มีราคาไม่แพงและง่ายต่อการบัดกรีและพวกเขาถูกใช้โดย Ettus Research ในหลาย ๆ รุ่นของ USRPs ที่ฉันใช้เป็นแพลตฟอร์มอ้างอิง หากคุณมีข้อเสนอแนะสำหรับชิปที่ดีกว่าโปรดบอกฉัน!

ตอนนี้สิ่งสำคัญที่ฉันกังวลคือโดเมนอะนาล็อกทั้งหมด AD9862 มี 2 ดิฟเฟอเรนเชียลดิฟเฟอเรนต์ซึ่งสามารถเลือกบัฟเฟอร์ได้ (ซึ่งเป็นสิ่งที่ฉันควรทำใช่ไหม?) และแผ่นข้อมูลบอกว่าบัฟเฟอร์อินพุตมีอิมพีแดนซ์คงที่ 200 โอห์ม ตอนนี้สิ่งที่ฉันต้องการจะทำคือเพียงนำ AD-channel ทั้งสองออกไปยังขั้วต่อ SMA ที่ไม่สมดุลซึ่งมีอิมพิแดนซ์ 50 โอห์มเพื่อเชื่อมต่อเครื่องกำเนิดสัญญาณหรือส่วนหน้าวิทยุในภายหลัง ดังนั้นฉันจำเป็นต้องมี Balun

Ettus ก็ทำเช่นเดียวกัน พวกมันมีบอร์ดลูกข่ายหลายแบบซึ่งคุณสามารถแนบไปกับกระดานข้างก้นเพื่อให้มีส่วนหน้าที่แตกต่างกันเชื่อมต่อกับ AD- / DA-Converter ตอนนี้ถ้าฉันมองไปที่BasicRX daughterboard (คือ: daughterboard ที่ง่ายที่สุด ) ซึ่งไม่ตรงกับสิ่งที่ฉันต้องการฉันเห็นว่าพวกเขากำลังใช้ Balun เรียกADT1-1WT ถ้าฉันดูอันนั้นแผ่นข้อมูลบอกฉันว่ามันมีอิมพีแดนซ์ 75 โอห์ม นั่นไม่ผิดเลยเหรอ? ฉันคิดว่าฉันต้องการหม้อแปลงที่สมดุล 50 โอห์มต่อ 200 โอห์มที่สมดุล

นอกจากนี้อินพุตยังถูกยกเลิกด้วยตัวต้านทาน 50 โอห์มและเอาต์พุตที่ไปโดยไม่ต้องมีส่วนประกอบเพิ่มเติมใด ๆ ยกเว้นตัวเชื่อมต่อไปยัง AD (VINP_A / VINN_A และ B) โดยตรงซีรีส์จะถูกยกเลิก (ใช่ไหมหรือว่าตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำที่มี ตัวเก็บประจุ 10pF ฉันอ่านรายการส่งเมลที่ไหนสักแห่งที่ค่าสำหรับตัวกรองความถี่ต่ำผิดในวงจร BTW นี้) ด้วย 50 โอห์ม ไม่ตรงกับความต้านทานอินพุต 200 โอห์มของอินพุต AD มันจะยอดเยี่ยมถ้ามีคนอธิบายให้ฉัน! สำหรับฉันค่าทั้งหมดจะถูกปิดโดยสิ้นเชิง

แล้วร่องรอยบน PCB ล่ะ? พวกเขายังต้องมีความต้านทานที่ถูกต้องเพื่อป้องกันการสะท้อนและคลื่นนิ่ง ดังนั้นฉันต้องจับคู่พวกเขาฉันเดา ดังนั้นเอาท์พุทของ balun ควรเป็นร่องรอยที่แตกต่างกันด้วยอิมพีแดนซ์ที่แตกต่างกัน 200 โอห์มไปที่อินพุต AD และที่อีกด้านหนึ่งของบาลานฉันต้องการร่องรอย 50 โอห์มไปที่ขั้วต่อ SMA หรือไม่

ถ้าใครบางคนสามารถทำให้แสงสว่างบางอย่างสำหรับฉันนี้จะน่ากลัว! นี่คือทุกสิ่งที่คุณดูเหมือนจะเรียนที่มหาวิทยาลัยถ้าคุณเรียนวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าเป็นวิชาเอกและฉันก็เข้าเรียนสาขาวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และนี่เป็นเพียงงานอดิเรกที่ไม่ชำนาญสำหรับฉันดังนั้นฉันจึงหลงทางในตอนนี้ :(

AD9862 มีความต้านทานอินพุต 200 โอห์มโดยทั่วไปและเป็นที่น่าสนใจ แต่ก็ไม่สำคัญเมื่อมันมาถึงโลกภายนอก โดยทั่วไปแล้วชิปอินพุทอิมพีแดนซ์ของอินฟินิตี้จะทำงานได้ง่ายขึ้นด้วยวิธีนี้สามารถเพิกเฉยได้หากชิปไม่นั่งห่างจากตัวต้านทาน / ส่วนประกอบที่ยุติสายที่เข้ามาไม่เกินสองสามนิ้ว

ฉันพูดไม่กี่นิ้ว แต่จริงๆแล้วมันขึ้นอยู่กับความถี่ (IES) ที่คุณได้รับ สมมติว่าความถี่สูงสุดที่น่าสนใจคือ 300MHz - มันมีความยาวคลื่น 1 เมตรและกฎง่ายๆบอกว่าถ้าการติดตาม pcb ของคุณน้อยกว่าหนึ่งในสิบของความยาวคลื่นคุณจะไม่ได้มีปัญหาในการป้อน 10 ซม. (4 นิ้ว) ไปยังชิปจากตัวต่อสาย

ชาวบ้านคนอื่นอาจพูดน้อยกว่านี้ แต่มันก็เป็นกฎง่ายๆ ดังนั้นแทร็ก PCB ของชิปที่ถูกจับคู่กับอิมพีแดนซ์บางอย่างนั้นไม่สำคัญอย่างใดอย่างหนึ่งหากพบกฎของหัวแม่มือ ความจริงที่ว่าชิปมีความต้านทานอินพุต 200 โอห์มเล็กน้อยช่วยเรื่องนี้ - การยกเลิกการโหลดแบบกระจาย (แทนที่จะเป็น 50 โอห์มหรือ 75 โอห์ม termiantor) ก็สามารถทำได้เช่นกัน (กฎของหัวแม่มือ ฯลฯ )

ตอนนี้ balun ใช่มันบอกว่ามันเป็น balun 75ohm แต่ในตอนท้ายของวันมันเป็นหม้อแปลงที่ไม่มีอะไรปกติ 75ohm หรือ 50 ohm ish เกี่ยวกับมัน มันบอกว่ามันเป็นอุปกรณ์อิมพีแดนซ์ 1: 1 ซึ่งหมายความว่าถ้ามี 50 โอห์ม (หรือ 75 โอห์ม) ที่ด้านหนึ่งของหม้อแปลงอิมพีแดนซ์นี้จะสะท้อนไปยังอีกด้านหนึ่งสำหรับช่วงความถี่ปกติที่ตั้งใจ สำหรับ.

อิมพิแดนซ์ทางด้านชิปของ balun คือ 200 ohms (chip) + 50 ohms (R4) + 50ohms (R5) = 300 ohm อีกครั้งสิ่งนี้จะไม่ทำงานเช่นเดียวกับความต้านทาน 75 โอห์ม แต่มันอาจจะไม่ทำให้เกิดข้อตกลงที่ยิ่งใหญ่ - มันไม่เหมาะสม แต่มันยากมากที่จะบอกจากข้อมูลจำเพาะของ balun ว่ามันจะเหมาะสมที่สุดเพียงใด ฉันเดาว่ามันไม่สมบูรณ์แบบ แต่คุณอาจจะไม่เสื่อมสภาพสัญญาณมากกว่าสองเดซิเบล

300 โอห์มนี้จะถูกสะท้อนไปยังด้านปฐมภูมิของ balun และขนานกับ 50 ohms (R3) ความต้านทานสุทธิที่มองเข้าไปในวงจรมีค่าประมาณ 43 โอห์ม ฉันต้องบอกว่าชัดเจนว่ามันจะดีกว่าหากอยู่ใกล้กับ 50 โอห์ม แต่ฉันไม่รู้ความต้านทานของสายเคเบิลที่วงจรนี้มีไว้สำหรับ อาจเป็น 50 โอห์มและในกรณีนี้จะมีแนวโน้มสำหรับคลื่นนิ่งและการสะท้อนขึ้นและลงของสายเคเบิล สายเคเบิลอาจเป็นสายเคเบิล 45 โอห์ม (ไม่ใช่ที่ไม่เคยได้ยิน)

หากคุณสร้างวงจรฉันจะใช้ 62 โอห์มสำหรับ R3 และความต้านทานที่นำเสนอที่อินพุตจะประมาณ 51.4 โอห์ม

โปรดจำไว้ว่าส่วนที่สำคัญที่สุดของการออกแบบนี้คือการจับคู่ความต้านทานของสายเคเบิลเพื่อป้องกันแสงสะท้อนที่ร้ายแรง มันไม่สำคัญว่าอิมพิแดนซ์การจับคู่จะถูกกระจายระหว่าง R3, R4, R5 และชิปที่ให้ร่องรอย PCB ไม่ยาวเกินไปและไม่จำเป็นต้องออกแบบร่องรอย PCB ให้มีความยาว 50 โอห์มซึ่งมีความยาวสั้น