原標(biāo)題：大佬帶你看RF采樣ADC，如何保護(hù)RF采樣ADC輸入(上)

RF（射頻）采樣ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）在高速、高頻的信號(hào)處理中扮演著至關(guān)重要的角色。然而，由于其工作特性的限制，RF采樣ADC的輸入端非常容易受到過壓應(yīng)力的影響，從而可能導(dǎo)致性能下降甚至損壞。因此，保護(hù)RF采樣ADC的輸入至關(guān)重要。以下是一些關(guān)于如何保護(hù)RF采樣ADC輸入的關(guān)鍵點(diǎn)：

一、RF采樣ADC的輸入保護(hù)需求

RF采樣ADC通?？梢詫?duì)幾百M(fèi)Hz的信號(hào)帶寬進(jìn)行數(shù)字量化，其前端可以是有源（使用放大器）也可以是無源（使用變壓器或巴倫），具體取決于系統(tǒng)要求。無論哪種情況，都必須謹(jǐn)慎選擇元器件，以便實(shí)現(xiàn)在目標(biāo)頻段的最優(yōu)ADC性能。

由于RF采樣ADC采用深亞微米CMOS工藝技術(shù)制造，較小的晶體管尺寸支持的最大電壓也較低。因此，在數(shù)據(jù)手冊(cè)中規(guī)定的出于可靠性原因而不應(yīng)超出的絕對(duì)最大電壓值，對(duì)于當(dāng)前主流的RF采樣ADC而言，相比之前的老器件是變小的。

二、RF采樣ADC的輸入保護(hù)機(jī)制

1. 內(nèi)置過壓檢測電路：

• 部分RF采樣ADC具有內(nèi)置電路，可以檢測輸入電壓并在超過設(shè)定閾值時(shí)進(jìn)行上報(bào)。但需要注意的是，該快速檢測輸出存在一些延遲，因此依然會(huì)使ADC輸入端短時(shí)間內(nèi)暴露于高壓之下。

2. 自動(dòng)增益控制（AGC）環(huán)路：

• 為了抵消過壓帶來的風(fēng)險(xiǎn)，RF采樣ADC還可以集成可以檢測高電平閾值的電路，允許接收機(jī)通過AGC環(huán)路調(diào)節(jié)增益來進(jìn)行補(bǔ)償。但是，如果采用流水線型ADC，則與架構(gòu)相關(guān)的固有延遲可能導(dǎo)致輸入暴露于高電平之下，從而可能損害ADC輸入。

三、RF采樣ADC的輸入保護(hù)方法

1. 使用瞬態(tài)電壓穩(wěn)定器（TVS）二極管：

• TVS二極管可以限制過量電壓，從而保護(hù)ADC輸入。然而，它們?cè)谡９ぷ髌陂g可能會(huì)影響ADC的性能，特別是會(huì)極大地惡化諧波性能。這是因?yàn)門VS二極管在不作用為箝位時(shí)，就相當(dāng)于一個(gè)反向偏置二極管，其結(jié)電容會(huì)與ADC內(nèi)部開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的非線性反沖電流互相作用，產(chǎn)生一個(gè)與模擬輸入信號(hào)混合的電壓信號(hào)。該混合信號(hào)在ADC內(nèi)部被采樣，會(huì)產(chǎn)生極大的三次諧波。

2. 使用肖特基二極管：

• 當(dāng)帶寬和采樣速率達(dá)到GHz和GSPS級(jí)別時(shí)，RF采樣ADC可以簡化無線電接收機(jī)設(shè)計(jì)。但這也讓ADC輸入更容易受到過壓應(yīng)力的影響。在這種情況下，具有極低器件和寄生電容的快速響應(yīng)肖特基二極管非常有效。選擇肖特基二極管時(shí)，需要關(guān)注其反向擊穿電壓（VBR）和結(jié)電容（CJ0）等關(guān)鍵參數(shù)。反向擊穿電壓應(yīng)略低于ADC輸入端的絕對(duì)最大額定電壓，以確保在過壓情況下能夠箝位電壓。而結(jié)電容則應(yīng)盡可能低，以確保正常工作時(shí)二極管不影響ADC的交流性能（如信噪比SNR和無雜散動(dòng)態(tài)范圍SFDR）。

綜上所述，保護(hù)RF采樣ADC的輸入需要綜合考慮多種因素，包括ADC的工作特性、系統(tǒng)要求以及可用的保護(hù)元件等。通過合理選擇和配置這些保護(hù)元件，可以有效地提高RF采樣ADC的可靠性和使用壽命。