高輸入模擬帶寬跟蹤保持放大器的特點(diǎn)及應(yīng)用

作者：Loi Nguyen ， 李紅林

高性能、低成本、緊湊型的數(shù)字采樣器件一直是限制自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）和數(shù)字接收器不斷發(fā)展的難題，工程師設(shè)計(jì)應(yīng)用方案時(shí)不得不采用昂貴而且體積大的模擬／射頻器件代替。在超過(guò)10GHz的高輸入模擬帶寬和采樣率方面，各大生產(chǎn)廠家均面臨極大挑戰(zhàn)，需要不斷采用革新性的

技術(shù)和處理方法提供高性能的器件，目前，InP技術(shù)是能滿足要求的最新技術(shù)。

InP器件擁有高頻截止的優(yōu)點(diǎn)，它一般用來(lái)測(cè)量三極管以及模擬器件?？偟膩?lái)說(shuō)，采用InP器件制造的電路，即使采用1.0μm的工藝，其性能也會(huì)超過(guò)采用較小工藝尺寸（如0.1 8gm）的傳統(tǒng)GaAs和SiGe技術(shù)制造的電路（見(jiàn)表1）。對(duì)于高速應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)說(shuō)，與GaAs、SiGe相比，InP技術(shù)是更具成本效益的解決方案。自2002年以來(lái)，Inphi公司已經(jīng)生產(chǎn)了大量InP器件，以滿足日益增長(zhǎng)的高性能電路需求。

一種新型的高輸入模擬帶寬跟蹤保持放大器（THA）已經(jīng)由Inphi公司開(kāi)發(fā)成功，以應(yīng)用于ATE和數(shù)字接收器。THA是在高速數(shù)字采樣應(yīng)用領(lǐng)域的典型前端ADC應(yīng)用案例，THA的主要功能就是跟蹤輸入信號(hào)并保持轉(zhuǎn)換器件的電壓恒定，從而實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。今天，絕大多數(shù)ADC器件的模擬輸入帶寬均小于250MHz，InP技術(shù)的出現(xiàn)，使得采用低成本、高分辨率、高速、寬動(dòng)態(tài)范圍轉(zhuǎn)換器件的需求矛盾得到解決。通過(guò)使用低成本的THA器件作為前端ADC，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師就可以將100MHz的模擬輸入信號(hào)帶寬擴(kuò)展到12GHz。

圖1描述了采用這種器件設(shè)計(jì)的原理框圖，一個(gè)18GHz的模擬輸入帶寬THA器件用來(lái)驅(qū)動(dòng)已被廣泛使用的100MHz ADC器件。與現(xiàn)在廣泛采用的技術(shù)相比，這種電路對(duì)于數(shù)字采樣信號(hào)分析測(cè)試設(shè)備來(lái)說(shuō)，可以獲得較大的成本優(yōu)勢(shì)。

然而，A／D技術(shù)的發(fā)展也提供了可替代的解決方案。通過(guò)采用寬帶的ADC器件，使得取消多輸入混頻器件、LO驅(qū)動(dòng)器、增益模塊、濾波器以及窄帶ADC器件成為可能。THA擴(kuò)展了輸入模擬信號(hào)的帶寬范圍，同時(shí)提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍和線性度。最重要的是，用采用InP技術(shù)的THA器件實(shí)現(xiàn)前端ADC，可以獲得5dB～10dB的增益，頻率輸入范圍可以從100MHz提高到3GHz。

總的來(lái)說(shuō)，這種新型的高輸入模擬帶寬、高采樣率的THA器件已經(jīng)成為自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的有效解決方案。這種THA器件給系統(tǒng)設(shè)計(jì)師提供了很好的系統(tǒng)解決方案，使得捕捉和數(shù)字轉(zhuǎn)換的信號(hào)帶寬可達(dá)到GHz級(jí)，同時(shí)，系統(tǒng)擁有高性能、低成本、小尺寸以及輕重量的優(yōu)點(diǎn)。

然而，A／D技術(shù)的發(fā)展也提供了可替代的解決方案。通過(guò)采用寬帶的ADC器件，使得取消多輸入混頻器件、LO驅(qū)動(dòng)器、增益模塊、濾波器以及窄帶ADC器件成為可能。THA擴(kuò)展了輸入模擬信號(hào)的帶寬范圍，同時(shí)提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍和線性度。最重要的是，用采用InP技術(shù)的THA器件實(shí)現(xiàn)前端ADC，可以獲得5dB～10dB的增益，頻率輸入范圍可以從100MHz提高到3GHz。 總的來(lái)說(shuō)，這種新型的高輸入模擬帶寬、高采樣率的THA器件已經(jīng)成為自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的有效解決方案。這種THA器件給系統(tǒng)設(shè)計(jì)師提供了很好的系統(tǒng)解決方案，使得捕捉和數(shù)字轉(zhuǎn)換的信號(hào)帶寬可達(dá)到GHz級(jí)，同時(shí)，系統(tǒng)擁有高性能、低成本、小尺寸以及輕重量的優(yōu)點(diǎn)。

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