ZHCAF64 March 2025 ADC08DJ3200 , ADC08DJ5200RF , ADC09DJ1300 , ADC09DJ800 , ADC09QJ1300 , ADC09QJ800 , ADC09SJ1300 , ADC09SJ800 , ADC12DJ1600 , ADC12DJ2700 , ADC12DJ3200 , ADC12DJ4000RF , ADC12DJ5200RF , ADC12DJ800 , ADC12QJ1600 , ADC12QJ800 , ADC12SJ1600 , ADC12SJ800 , ADC32RF52 , ADC32RF54 , ADC32RF55 , ADC34RF52 , ADC34RF55 , ADC34RF72 , ADC3548 , ADC3549 , ADC3568 , ADC3569 , ADC3648 , ADC3649 , ADC3664 , ADC3668 , ADC3669 , ADC3683

5 了解相位不平衡的重要性

如果應(yīng)用頻率計(jì)劃中包括偶次失真，即二次諧波 (HD2)、四次諧波 (HD4)、六次諧波 (HD6) 等，則在設(shè)計(jì)模擬前端接口時(shí)，還必須考慮相位不平衡。放大器和平衡-非平衡變壓器在輸出信號(hào)之間均存在一定量的相位不平衡，一般而言，隨著頻率不斷升高，這種不平衡情況會(huì)愈發(fā)嚴(yán)重（偏差增大）。

相位不平衡是用于量化兩個(gè)差動(dòng)信號(hào)之間相位不平衡程度的術(shù)語。由于 ADC 的模擬輸入通常為差動(dòng)接口，因此兩個(gè)輸入的振幅需相等，且相位差為 180 度。例如，如果 Ain+ = –2 度且 Ain- = 185 度，則會(huì)產(chǎn)生 7 度的相移，在頻域或快速傅里葉變換 (FFT) 圖中，這會(huì)導(dǎo)致更差的偶次失真，即二次諧波變得更差。

遺憾的是，實(shí)際上不存在確切的辦法來量化在系統(tǒng)性能開始變差之前，信號(hào)鏈能夠承受的相位不平衡量。這是因?yàn)榫哂胁顒?dòng)輸入或輸出接口的每個(gè)元件，無論是有源還是無源，在某些頻率下都可能存在一些固有的有限相位失配。實(shí)際上，無論是在集成電路內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)，還是對(duì)平衡-非平衡變壓器繞組甚至多根電纜進(jìn)行設(shè)計(jì)，都無法絕對(duì)達(dá)到相位設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

在實(shí)驗(yàn)室中執(zhí)行平衡或差動(dòng)測試測量時(shí)，如果打算在測試設(shè)置中使用電纜或適配器，則這些附加組件也需要相位匹配。

如果仍有疑問，而且您有一些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，請(qǐng)參閱 AppendixA，了解在使用 ADC 模型時(shí)關(guān)于相位不平衡的完整推導(dǎo)。其中，ADC 模型使用一個(gè)三階傳遞函數(shù)和一對(duì)正弦信號(hào)，證明相位不平衡如何產(chǎn)生偶次失真，如圖 5-1 所示。

圖 5-1 差動(dòng)輸入信號(hào)數(shù)學(xué)模型

其中，每個(gè)輸入信號(hào)表示為：

方程式 5.

x_{1} (t) = k_{1} \times \sin (ω t) x_{2} (t) = k_{2} \times \sin (ω t - 180 ° + θ) = - k_{2} \times \sin (ω t + θ)

ADC 建模為三階表達(dá)式：

方程式 6.

h (x (t)) = a_{0} + a_{1} x (t) + a_{2} x^{2} (t) + a_{3} x^{3} (t)

輸出是這兩者的卷積表達(dá)式：

方程式 7.

y (t) = (2 a_{1} k) \times \sin (ω t) + (2 a_{3} k^{3}) \times \sin^{3} (ω t)