雙通道接收器把ADC、固定增益放大器和抗混疊濾波器集成在單個(gè)封裝內(nèi)

　　圖3 采用一個(gè)外部基準(zhǔn)和用于范圍調(diào)節(jié)的內(nèi)部輔助DAC

　　另一個(gè)重要的性能衡量指標(biāo)是印刷電路板 (PCB) 的面積效率。在這方面，LTM9002勝人一籌。LTM9002不需要外部元件 (電源旁路電容器、無(wú)源濾波元件、阻抗匹配或變換元件等等都不需要)。在許多IF采樣應(yīng)用中，增益可以通過(guò)變壓器來(lái)獲得，但這些變壓器常常體積龐大，而且難以采用自動(dòng)化裝配設(shè)備進(jìn)行安裝。在DC耦合應(yīng)用中，與ADC驅(qū)動(dòng)器一樣，放大器及其相關(guān)聯(lián)的抗混疊濾波器網(wǎng)絡(luò)也是需要的。整個(gè)IF/基帶接收器系統(tǒng)的占板面積達(dá)兩平方英寸 (約為25mm x 50mm) 之多的情況并不少見(jiàn)。而當(dāng)采用LTM9002時(shí)，不需要任何這樣的外部電路，因此其所需的占板面積僅為1/4平方英寸左右 (11.25mm x 15mm)，縮減至原來(lái)的1/8。

　　屬性和配置

　　該μModule結(jié)構(gòu)使得LTM9002能夠把標(biāo)準(zhǔn)ADC和放大器元件混裝在一起 (不管它們采用的是何種工藝技術(shù))，并使其與無(wú)源元件相匹配 (針對(duì)某種特定的應(yīng)用)。μModule接收器由導(dǎo)線壓焊芯片、封裝組件以及安裝在一塊高性能、四層、雙馬來(lái)酰亞胺三嗪 (BT) 樹脂襯底上的無(wú)源元件組成。BT與其他的層狀襯底 (例如：FR4) 很相似，不過(guò)，其硬度十分出色，并具有較低的熱膨脹系數(shù)。

　　LTM9002-AA使用了一個(gè)雙通道、14位、125Msps ADC，兩個(gè)26dB固定增益放大器，而且還包括一個(gè)針對(duì)全標(biāo)度范圍調(diào)節(jié)而配置的12位雙通道DAC (如圖1所示)。內(nèi)部抗混疊濾波器負(fù)責(zé)將輸入頻率限制在 <170MHz。放大器提供了一個(gè)50Ω的差分輸入阻抗和一個(gè) ±50mV的輸入范圍 (即 -16dBm)。該缺省范圍是通過(guò)把SENSE引腳連接至VDD來(lái)設(shè)定，并能夠采用三種方式來(lái)調(diào)節(jié)。對(duì)于較低的 -3dBm 范圍，可以將SENSE引腳連接至1.5V。通過(guò)把SENSE引腳連接至VDD或1.5V，內(nèi)部基準(zhǔn)即被采用?？梢酝ㄟ^(guò)給SENSE引腳施加0.5V至1.0V的電壓來(lái)使用一個(gè)外部基準(zhǔn)。輔助DAC提供了一個(gè)用于選擇范圍的最終選項(xiàng)。或者，也可以利用外部基準(zhǔn)或輔助DAC來(lái)對(duì)范圍進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié) (比如：平衡兩個(gè)通道的增益)。

　　在多種節(jié)能模式當(dāng)中，包括對(duì)放大器或ADC進(jìn)行獨(dú)立停用。ADC具有兩種停機(jī)狀態(tài)，即：NAP (打盹) 和SLEEP (睡眠) 模式。在打盹模式中，內(nèi)部基準(zhǔn)處于偏置狀態(tài)，于是轉(zhuǎn)換操作可在啟動(dòng)之后的100個(gè)時(shí)鐘周期之內(nèi)恢復(fù)。在睡眠模式中，基準(zhǔn)被關(guān)斷，啟動(dòng)操作需要1μs或更長(zhǎng)的時(shí)間。該器件具有一種時(shí)鐘占空比穩(wěn)定器功能，并提供了一個(gè)輸出時(shí)鐘信號(hào)(用于準(zhǔn)確地鎖存輸出數(shù)據(jù))。兩個(gè)通道可以在單獨(dú)的并行總線上輸出，或被復(fù)用至單根并行總線上(以節(jié)省處理器引腳)。

　　連接至模擬輸入

　　LTM9002的模擬輸入提供了一個(gè)50Ω的差分阻性輸入阻抗，在大多數(shù)場(chǎng)合中，該阻抗都是與信號(hào)通路精確地匹配。輸入共模電平應(yīng)大約為VCC/2。傳統(tǒng)上，ADC的輸入需要極大地關(guān)注驅(qū)動(dòng)電流、穩(wěn)定時(shí)間以及對(duì)采樣及保持開關(guān)操作的非線性特性響應(yīng)。如欲實(shí)現(xiàn)最低的失真性能，則ADC輸入的共模電平必須針對(duì)特定的ADC前端進(jìn)行優(yōu)化;如欲獲得最佳的信噪比 (SNR) 性能，則信號(hào)擺幅必須利用最大ADC輸入范圍。在LTM9002的內(nèi)部對(duì)此均有所考慮。

　　連接至數(shù)字輸出

　　LTM9002采用了從OVDD切換至OGND的標(biāo)準(zhǔn)CMOS輸出緩沖器。OVDD可在0.5V至3.6V的范圍內(nèi)變化，從而能夠適應(yīng)許多不同的邏輯器件系列，而OGND則可高達(dá)1V。由于LTM9002的電源是在內(nèi)部進(jìn)行旁路的，因此無(wú)需布設(shè)本機(jī)電源旁路電容器。用于數(shù)字輸出緩沖器的電源應(yīng)連接至負(fù)責(zé)給被驅(qū)動(dòng)邏輯電路供電的那個(gè)電源。例如：如果轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)一個(gè)由1.8V電源供電的DSP，那么OVDD應(yīng)被連接至這個(gè)1.8V電源。較低的OVDD電壓還有助于降低從數(shù)字輸出至模擬或時(shí)鐘電路的干擾。OVDD和OGND被與ADC電源和地隔離開來(lái)。一個(gè)與輸出端串聯(lián)的內(nèi)部電阻器使輸出表現(xiàn)為50Ω阻抗 (相對(duì)于外部電路)，而且可以免除增設(shè)一個(gè)外部阻尼電阻器的需要。

　　電源和旁路

　　LTM9002需要一個(gè)3.0V電源，為了對(duì)LTM9002內(nèi)部每個(gè)功能塊的性能進(jìn)行優(yōu)化，采用了多個(gè)電源引腳。在內(nèi)部，每個(gè)電源都被旁路至非常靠近芯片的地，旨在最大限度地降低耦合噪聲。傳統(tǒng)ADC電路板布局的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是：由于從旁路電容器至ADC布設(shè)了很長(zhǎng)的印制線，因而導(dǎo)致系統(tǒng)性能有所下降。在LTM9002中，采用內(nèi)部旁路電容器的裸片結(jié)構(gòu)提供了盡可能精確的去耦，并免除了增設(shè)外部旁路電容器的需要。

　　結(jié)論

　　多通道ADC應(yīng)用需要實(shí)現(xiàn)上佳的通道至通道匹配和隔離，而不占用寶貴的板級(jí)空間。如果沒(méi)有匹配、隔離和板級(jí)空間約束條件，那么驅(qū)動(dòng)高性能ADC將具有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性。LTM9002集成化雙通道IF/基帶接收器子系統(tǒng)設(shè)法滿足了所有這些要求，并免除了使ADC與其驅(qū)動(dòng)器相匹配的設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)集成無(wú)源濾波和電源旁路元件，其總尺寸比采用另外的分立型可實(shí)現(xiàn)方案時(shí)有了大幅度的縮減。LTM9002的μModule封裝本身是專為最大限度地提高集成元件的性能而開發(fā)的。