高速ADC/DAC测试中的巴伦选型与使用技巧

在高速电路设计中，巴伦是一种常用的组件，尤其是在放大器和数字模拟转换器（ADC）的测试中。"巴伦的选型及如何正确使用巴伦"这篇文档深入探讨了如何在实际应用中选择和有效地利用巴伦，以确保对高速放大器驱动器和转换器的精确评估。 首先，测试高速放大器时，由于许多实验室设备（如信号发生器和频谱分析仪）为单端配置，无法直接测量差分信号的失真。这就需要通过像巴伦这样的器件，将其与衰减器一起构成完整的测试系统，以便将单端测试仪器连接到放大器的差分输入和输出。巴伦的作用是将单端信号转换成差分信号，以便于准确测量偶数阶失真，如二次谐波失真（HD2）和阶偶数阶交调失真（IMD2）。 作者David Brandon和Rob Reeder强调了相位不平衡在这些测量中的重要性。他们指出，即使在简单的数学模型中，如两个正弦信号输入的模型（如图1所示），由于信号对的不匹配（x1(t)和x2(t)的相位差p），不平衡可能导致偶数阶失真产物的增加。为了克服这一问题，设计者必须考虑整个信号链的相位和幅度不平衡，并在选择巴伦时考虑到其在不同频率范围内的性能影响。 巴伦的选择通常涉及权衡性能参数，如带宽、增益平坦度、插损和相位响应。不同的巴伦设计可能在这些方面有所差异，从而对被测放大器的性能指标如HD2和IMD2产生直接影响。为了正确使用巴伦，设计者需要了解这些因素，并根据具体的应用需求进行精确匹配。 当信号链的工作频率超过500MHz时，设计者必须特别注意，因为即使是无源器件也可能存在固有的不平衡。这个频率点并非特殊，而是基于经验判断，一般在这个频率附近，器件的相位平衡性能开始下降。然而，实际的临界频率会因器件类型而异。 正确选择和使用巴伦在高速电路设计中至关重要，它涉及到数学模型的理解，信号处理技术的应用，以及对器件特性的深入认识。只有充分理解这些知识，才能确保测量结果的准确性和可靠性，从而优化电路设计和提高系统性能。