背景
　　變壓器用于信號(hào)隔離，并且將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)。當(dāng)在高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）前端電路中使用變壓器時(shí)常常忽略的一個(gè)問(wèn)題是變壓器絕非理想器件。任何由變壓器引起的輸入失衡都會(huì)使輸入的正弦信號(hào)變成非理想的正弦信號(hào)波形傳送給ADC的輸入端，從而導(dǎo)致ADC的總體性能不如其它方式耦合到ADC的性能。本文討論了變壓器的輸入失衡對(duì)ADC性能造成的影響，并且提供了實(shí)現(xiàn)改進(jìn)電路的實(shí)例。
　　關(guān)于變壓器
　　許多制造商提供的多種多樣的型號(hào)給變壓器選擇造成混亂。規(guī)定性能的供應(yīng)商所采用的不同方法將問(wèn)題復(fù)雜化；它們通常在選擇和定義他們規(guī)定的參數(shù)方面都不相同。
　　當(dāng)選擇一個(gè)驅(qū)動(dòng)具體ADC的變壓器時(shí)應(yīng)該考慮的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是插入損耗、回波損耗、幅度失衡和相位失衡。其中插入損耗表征變壓器的帶寬能力?；夭〒p耗用于允許用戶設(shè)計(jì)匹配變壓器在某個(gè)特定頻率或頻段響應(yīng)的終端——特別在使用匝數(shù)比大于1的變壓器時(shí)尤為重要。這里我們集中考慮幅度失衡和相位失衡，以及它們?nèi)绾斡绊憣拵?yīng)用中ADC的性能。
　　理論分析
　　即使達(dá)到某種寬帶額定值，變壓器單端輸入的原級(jí)和差分輸出的次級(jí)之間的耦合雖然是線性的，但是也會(huì)引入幅度失衡和相位失衡。當(dāng)這些失衡的信號(hào)施加到ADC（或其它差分輸入器件）時(shí)，將加重轉(zhuǎn)換信號(hào)（或處理信號(hào)）的偶數(shù)次失真。雖然這些失衡在低頻段對(duì)高速ADC引起的附加失真通?？梢院雎?，但是在頻率大約達(dá)到100 MHz的高頻段變得尤為嚴(yán)重。首先讓我們考察一下差分輸入信號(hào)的幅度和相位失衡（特別是二次諧波失真）如何影響ADC的性能。
　　
　　圖1：使用變壓器耦合的ADC前端簡(jiǎn)化框圖
　　假設(shè)變壓器的輸入是x（t）。它將被轉(zhuǎn)換為一對(duì)信號(hào)，x1（t）和x2（t）。如果x（t）是正弦信號(hào)，則差分輸出信號(hào)x1（t）和x2（t）形式如下：
　　x1（t）= k1 sin（ωt） （1）
　　x2（t）= k2 sin（ωt-180°+φ）= -k2 sin（ωt+φ）
　　ADC的仿真模型為一種對(duì)稱的三階傳遞函數(shù)：
　　h（t）=a0 +a1x（t）+a2x2 （t）+a3x3 （t） （2）
　　則
　　y（t）=h（x1（t））-h（x2（t）） （3）
　　y（t）=a1［x1（t）- x2（t）］+a2［x12（t）- x22（t）］+ a3［x13（t）- x23（t）］
　　理想情況——無(wú)失衡
　　當(dāng)x1（t）和x2（t）處于理想情況下完全平衡時(shí)，它們具有相同的幅度（k1=k2=k），并且相位差嚴(yán)格地相差1800.即
　　x1（t）=ksin（ωt） （4）
　　x2（t）=-ksin（ωt）
　　y（t） = 2a1ksin（ωt）+ 2a3k3sin3（ωt） （5）
　　利用三角函數(shù)冪指數(shù)公式并且整理相同頻率項(xiàng)：
　　這是差分電路的常見(jiàn)的結(jié)果：可以消除理想信號(hào)的偶次諧波，而不能消除奇次諧波。