Actualmente estoy tratando de conectar un chip convertidor ADC/DAC bastante rápido a un FPGA para recibir y transmitir RF en el futuro, pero hacer que el convertidor funcione y conectar un generador de señal y un osciloscopio para realizar pruebas es mi objetivo principal en este momento. .
Vengo del mundo digital. Hice todo tipo de circuitos digitales y usé 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, fáciles de soldar y han sido utilizados por Ettus Research en varios modelos de sus USRP que estoy usando como plataforma de referencia. Si tienes alguna sugerencia para un chip mejor, ¡dímelo!
Ahora lo principal que me preocupa es todo el dominio analógico. El AD9862 tiene 2 entradas diferenciales que pueden amortiguarse opcionalmente (que es lo que debo hacer, ¿no?) y la hoja de datos dice que el búfer de entrada tiene una impedancia constante de 200 ohmios. Ahora lo que quiero hacer es simplemente llevar esos dos canales AD a un conector SMA no balanceado con una impedancia de 50 ohmios para conectar un generador de señal o una interfaz de radio más tarde. Entonces, necesito un Balun para eso.
Ettus también lo hizo. Tienen varias placas secundarias que puede conectar a la placa base para tener diferentes interfaces conectadas al convertidor AD-/DA. Ahora, si observo la placa hija BasicRX (era: la placa hija más fácil ) que hace exactamente lo que quiero, veo que están usando un Balun llamado ADT1-1WT . Si busco ese, la hoja de datos me dice que tiene una impedancia de 75 ohmios. ¿No es eso totalmente incorrecto? Pensé que necesitaba un transformador balanceado de 50 ohmios desequilibrado a 200 ohmios.
Además, la entrada está terminada con una resistencia de 50 ohmios y la salida que va, directamente sin más componentes que un conector, al AD (VINP_A/VINN_A y B) está terminada en serie (¿verdad? ¿O es un filtro de paso bajo con el ¿Condensador de 10pF?Leí en una lista de correo en algún lugar que los valores para un filtro de paso bajo están mal en este esquema por cierto) con 50 ohmios. 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 apagados.
Además, ¿qué pasa con las huellas en una PCB? También deben tener la impedancia adecuada para evitar reflejos y ondas estacionarias. Así que necesito emparejarlos, ¿supongo? Entonces, la salida del balun debe ser trazas diferenciales con una impedancia diferencial de 200 ohmios que vayan a la entrada AD y, en el otro lado del balun, necesito una traza de 50 ohmios que vaya al conector SMA.
Si alguien pudiera arrojarme algo de luz sobre esto, ¡sería increíble! Estas son todas las cosas que parece que solo aprendes en la universidad si te especializas en ingeniería eléctrica y yo tomé ciencias de la computación y todo esto es solo un pasatiempo amateur para mí, así que estoy un poco perdido en este momento :(
El AD9862 tiene una impedancia de entrada típica de 200 ohmios y eso es de cierto interés pero no de gran importancia cuando se trata de la interfaz con el mundo exterior. En términos generales, es más fácil trabajar con una impedancia de entrada de chip de infinito; de esta manera, se puede ignorar siempre que el chip no se encuentre a más de unas pocas pulgadas de distancia de la resistencia / componentes que terminan la línea entrante.
Digo unas pocas pulgadas, pero eso realmente depende de la(s) frecuencia(s) que estés recibiendo. Digamos que la frecuencia máxima de interés es 300 MHz: 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 general. Por lo tanto, las pistas de PCB del chip que coinciden con una cierta impedancia tampoco son tan críticas siempre que se cumpla la regla general. El hecho de que el chip tenga una impedancia de entrada de 200 ohm ayuda ligeramente a esto: también se permite una terminación de carga distribuida (en lugar de un solo terminador de 50 ohm o 75 ohm) (regla general, etc.).
Ahora el balún. Sí, dice que es un balun de 75 ohmios, pero al final del día es un transformador que normalmente no tiene nada inherente de 75 ohmios o 50 ohmios. Dice que es un dispositivo de impedancia 1: 1, lo que significa para mí 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. por.
La impedancia en el lado del chip del balun es de 200 ohmios (chip) + 50 ohmios (R4) + 50 ohmios (R5) = 300 ohmios. Una vez más, esto no funcionará tan bien como una impedancia de 75 ohmios, pero probablemente no sea un gran problema: no es óptimo, pero es muy difícil saber a partir de la especificación del balun qué tan lejos de lo óptimo estará. Supongo que no es perfecto, pero probablemente no deteriores las señales en más de un par de dB.
Estos 300 ohmios se reflejan en el lado primario del balun y se ponen en paralelo con 50 ohmios (R3). La impedancia neta que mira al circuito ahora es de unos 43 ohmios. Debo decir que claramente esto sería mejor si estuviera más cerca de 50 ohmios PERO, no sé la impedancia del cable para el que está destinado este circuito. Podría ser de 50 ohmios y, en cuyo caso, habrá una tendencia a las ondas estacionarias y los reflejos arriba y abajo del cable, pero nada tan grave que detenga las operaciones. El cable podría ser un cable de 45 ohmios (no inaudito).
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 reflejos serios. No importa si la impedancia coincidente se distribuye entre R3, R4, R5 y el chip, siempre que las trazas de PCB no sean excesivamente largas Y las trazas de PCB no necesitan diseñarse para ser exactamente de 50 ohmios, siempre que las longitudes sean cortas.
el fotón
Andy