Impedancia de entradas diferenciales en convertidores AD

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Actualmente estoy intentando conectar un chip convertidor ADC / DAC bastante rápido a un FPGA para recibir y transmitir RF en el futuro, pero hacer funcionar el convertidor y conectar un generador de señales y un osciloscopio para pruebas es mi principal objetivo en este momento.

Vengo del mundo digital. Hice todo tipo de circuitos digitales y utilicé un convertidor AD para tareas sencillas con un microcontrolador, pero cuando se trata de señales analógicas de alta velocidad que son diferenciales y sensibles a varios factores como la impedancia, etc. básicamente no tengo idea de lo que hago. Estoy haciendo.

El chip que quiero usar para este proyecto es el AD9862 . Es bastante antiguo, pero no son muy caros, son fáciles de soldar y han sido utilizados por Ettus Research en varios modelos de sus USRPs que estoy usando como plataforma de referencia. Si tienes una sugerencia para un chip mejor, por favor, dímelo.

Ahora lo principal que me preocupa es el dominio analógico completo. El AD9862 tiene 2 entradas diferenciales que se pueden almacenar opcionalmente en búfer (que es lo que debo hacer, ¿no?) Y la hoja de datos dice que el búfer de entrada tiene una impedancia constante de 200 Ohm. Ahora lo que quiero hacer es simplemente llevar esos dos canales AD a un conector SMA no balanceado con impedancia de 50 ohmios para conectar un generador de señal o una interfaz de radio más tarde. Por lo tanto, necesito un balun para eso.

Ettus también hizo eso. Tienen varias tablas secundarias que se pueden unir a la placa base para tener diferentes interfaces conectadas al convertidor AD / DA. Ahora, si miro el Daughterboard de BasicRX (era: daughterboard más fácil ) que hace exactamente lo que quiero, veo que están usando un balun llamado ADT1-1WT . Si lo busco, la hoja de datos me dice que tiene una impedancia de 75 ohmios. ¿No es eso totalmente malo? Pensé que necesitaba un transformador balanceado de 50 Ohmios a 200 Ohm.

También la entrada se termina con una resistencia de 50 ohmios y la salida que va, directamente sin más componentes, excepto un conector, al AD (VINP_A / VINN_A y B) se termina en serie (¿verdad? ¿O es un paso bajo? ¿Filtro con el capacitor de 10pF? Leí en una lista de correo en algún lugar que los valores para un filtro de paso bajo son incorrectos en este esquema BTW) con 50 Ohm. Eso no coincide en absoluto con la impedancia de entrada de 200 ohmios de la entrada AD. ¡Sería increíble si alguien pudiera explicarme eso! Para mí todos los valores están totalmente desactivados.

Además, ¿qué pasa con los rastros en un PCB? También necesitan tener la impedancia correcta para evitar los reflejos y las ondas estacionarias. Así que necesito emparejarlos, supongo? Entonces, la salida del balun debe ser trazas diferenciales con una impedancia diferencial de 200 ohmios que van a la entrada AD y en el otro lado del balun, ¿necesito una traza de 50 ohmios al conector SMA?

Si alguien pudiera arrojar algo de luz sobre esto para mí, ¡sería increíble! Estas son cosas que parece que solo aprendes en la universidad si tomas la ingeniería eléctrica como una de las principales y yo tomé ciencias de la computación y esto es solo un pasatiempo de aficionado para mí, así que ahora mismo estoy perdido :(

    
pregunta Andy

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El AD9862 tiene una impedancia de entrada de 200 ohmios típica y eso es de cierto interés, pero no de gran importancia cuando se trata de la interconexión del mundo exterior. En términos generales, es más fácil trabajar con una impedancia de entrada del chip de infinito, de esta manera se puede ignorar siempre que el chip no se encuentre a más de unos centímetros de la resistencia / componentes que terminan la línea entrante.

Digo algunas pulgadas, pero eso realmente depende de la frecuencia (es) que está recibiendo. Digamos que la frecuencia máxima de interés es de 300MHz: tiene una longitud de onda de 1 metro y una regla general dice que si el seguimiento de su PCB es inferior a una décima parte de la longitud de onda, entonces no tendrá problemas para alimentar 10 cm (4 pulgadas). al chip desde el terminador de línea.

Otras personas pueden decir menos, pero es solo una regla de oro. Por lo tanto, las pistas de chip PCB que se combinan con una determinada impedancia no son tan críticas, ya que se cumple la regla general. El hecho de que el chip tenga una impedancia de entrada de 200 ohmios ayuda ligeramente a esto: una terminación de carga distribuida (en lugar de un solo terminador de 50 ohmios o 75 ohmios) también es admisible (regla de oro, etc.).

Ahora el balun. Sí, dice que es un balun de 75 ohmios, pero al final del día es un transformador con nada normalmente inherente a 75 ohmios o 50 ohmios al respecto. Dice que es un dispositivo de impedancia 1: 1, lo que significa que si hay 50 ohmios (o 75 ohmios) en un lado del transformador, esta impedancia se refleja en el otro lado para el rango normal de frecuencias que se pretende para.

La impedancia en el lado del chip del balun es de 200 ohms (chip) + 50 ohms (R4) + 50ohms (R5) = 300 ohm. Una vez más, esto no va a funcionar tan bien como una impedancia de 75 ohmios, pero probablemente no supondrá un gran problema. No es óptimo, pero es muy difícil decir a partir de las especificaciones del balun qué tan lejos estará del óptimo. Supongo que no es perfecto, pero probablemente no deteriorará las señales en más de un par de dB.

Este 300 ohm se refleja en el lado primario del balun y se hace en paralelo con 50 ohms (R3). La impedancia neta que mira el circuito ahora es de aproximadamente 43 ohmios. Tengo que decir que claramente sería mejor si estuviera más cerca de 50 ohmios PERO, no sé la impedancia del cable para el que está diseñado este circuito. Puede ser de 50 ohmios y, en ese caso, habrá una tendencia a que las ondas estacionarias y los reflejos suban y bajen por el cable, pero nada tan grave que acabará con las operaciones. El cable podría ser de 45 ohmios (no desconocido).

Si está haciendo un circuito, usaría 62 ohmios para R3 y la impedancia presentada en la entrada sería de aproximadamente 51,4 ohmios.

Recuerde, la parte más importante de este diseño es hacer coincidir la impedancia del cable para evitar reflexiones graves. No importa si la impedancia coincidente se distribuye entre R3, R4, R5 y el chip que proporciona los trazados de PCB no son excesivamente largos Y los rastros de PCB no tienen que estar diseñados para ser exactamente de 50 ohmios, siempre que las longitudes sean cortas. p>     

respondido por el Andy aka

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