基于阻抗擬合法設(shè)計(jì)ADS6444前端抗混疊濾波器

1、負(fù)載曲線擬合
我們知道在設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，其應(yīng)用時(shí)的負(fù)載阻抗對(duì)濾波器的能否實(shí)現(xiàn)其預(yù)期的性能影響非常大。通常我 們的負(fù)載是固定阻抗，這里我們只需要參考經(jīng)典的濾波器設(shè)計(jì)步驟即可有效的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。然而對(duì)于 目前越來(lái)越流行的高速ADC，其輸入阻抗呈容性，亦即阻抗隨頻率變化而變化。這就要求我們?cè)跒V波器設(shè) 計(jì)的開(kāi)始就將負(fù)載特性考慮進(jìn)來(lái)。參考ADS6444的使用手冊(cè)本，本文直接給出ADS6444的輸入阻抗的擬合 方程，如（式1），這里不再贅述其推到過(guò)程。
該阻抗曲線隨頻率的變化基本與ADS6444用戶手冊(cè)給出的輸入阻抗曲線一致，如圖2。
2、仿真與優(yōu)化及結(jié)果對(duì)比
在ADS仿真環(huán)境中建立工程，繪制仿真原理圖，并將估算的器件值設(shè)置到相應(yīng)的元件。需要特別強(qiáng)調(diào)的是 ，在原理圖中不再采用通常的做使用固定負(fù)載，而是將上文提及的表達(dá)式（1）作為負(fù)載阻抗，使其隨頻 率變化而變化，更接近實(shí)際情況。插入相應(yīng)仿真和優(yōu)化控件，并根據(jù)需要設(shè)置仿真和優(yōu)化參數(shù)。
經(jīng)過(guò)反復(fù)優(yōu)化調(diào)整后獲得了一組滿足系統(tǒng)指標(biāo)要求的一組電容電感值，同時(shí)為了能夠?qū)Ρ冉Y(jié)果，本文也 采用固定負(fù)載進(jìn)行了仿真和優(yōu)化，圖3和圖4給了出可變負(fù)載的優(yōu)化和實(shí)測(cè)結(jié)果已經(jīng)固定負(fù)載的優(yōu)化和實(shí) 測(cè)結(jié)果。其中，仿真結(jié)果通過(guò)ADS獲得，實(shí)測(cè)結(jié)果通過(guò)Matlab分析Signaltap抓取的ADS6444輸出的數(shù)據(jù)獲 得。
3、結(jié)果分析
對(duì)比擬合負(fù)載和固定負(fù)載的仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果，不難有以下結(jié)論：(1)采用擬合負(fù)載仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果在帶內(nèi) 平坦度及帶外抑制的一致性明顯好于采用固定負(fù)載的情況。(2)不論采用擬合負(fù)載還是采用固定負(fù)載仿真 的插入損耗都明顯低于實(shí)測(cè)的插入損耗，這主要是因?yàn)榉抡鏁r(shí)使用的是理想器件。
4、結(jié)語(yǔ)
目前，高速ADC正越來(lái)越多的被使用，由于其容性的輸入特性使其前端的抗混疊濾波器設(shè)計(jì)也成了一個(gè)難 點(diǎn)，本文提出了一種借助擬合ADC輸入阻抗曲線的方法提高了抗混疊濾波器仿真和實(shí)測(cè)的一致性。
借助ADS仿真軟件設(shè)計(jì)濾波器在工程實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用，這也極大的減少了研發(fā)的成本縮短了研發(fā)周 期。然而，因?yàn)閷?shí)際參數(shù)不能準(zhǔn)確有效的設(shè)置到仿真環(huán)境中而造成誤導(dǎo)的情況也時(shí)有發(fā)生。本文固定負(fù) 載與擬合負(fù)載的仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果的對(duì)比就充分說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題。