基于阻抗擬合法設(shè)計ADS6444前端抗混疊濾波器

1、負載曲線擬合
我們知道在設(shè)計濾波器時，其應(yīng)用時的負載阻抗對濾波器的能否實現(xiàn)其預(yù)期的性能影響非常大。通常我 們的負載是固定阻抗，這里我們只需要參考經(jīng)典的濾波器設(shè)計步驟即可有效的實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)。然而對于 目前越來越流行的高速ADC，其輸入阻抗呈容性，亦即阻抗隨頻率變化而變化。這就要求我們在濾波器設(shè) 計的開始就將負載特性考慮進來。參考ADS6444的使用手冊本，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程。
該阻抗曲線隨頻率的變化基本與ADS6444用戶手冊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。需要特別強調(diào)的是 ，在原理圖中不再采用通常的做使用固定負載，而是將上文提及的表達式（1）作為負載阻抗，使其隨頻 率變化而變化，更接近實際情況。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，同時為了能夠?qū)Ρ冉Y(jié)果，本文也 采用固定負載進行了仿真和優(yōu)化，圖3和圖4給了出可變負載的優(yōu)化和實測結(jié)果已經(jīng)固定負載的優(yōu)化和實 測結(jié)果。其中，仿真結(jié)果通過ADS獲得，實測結(jié)果通過Matlab分析Signaltap抓取的ADS6444輸出的數(shù)據(jù)獲 得。
3、結(jié)果分析
對比擬合負載和固定負載的仿真和實測結(jié)果，不難有以下結(jié)論：(1)采用擬合負載仿真與實測結(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載的情況。(2)不論采用擬合負載還是采用固定負載仿真 的插入損耗都明顯低于實測的插入損耗，這主要是因為仿真時使用的是理想器件。
4、結(jié)語
目前，高速ADC正越來越多的被使用，由于其容性的輸入特性使其前端的抗混疊濾波器設(shè)計也成了一個難 點，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測的一致性。
借助ADS仿真軟件設(shè)計濾波器在工程實踐中有著廣泛的應(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，因為實際參數(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)的情況也時有發(fā)生。本文固定負 載與擬合負載的仿真和實測結(jié)果的對比就充分說明了這個問題。