在信號鏈中運用采樣保持放大器（THA），可以從根本上擴展帶寬，使其遠遠超出 ADC 采樣帶寬，滿足苛刻高帶寬的應用的需求。本文將證明，針對 RF 市場開發的最新轉換器前增加一個 THA，便可實現超過 10 GHz 帶寬。本文定義的寬帶是指使用大于數百MHz的信號帶寬，其頻率范圍為 DC 附近至 5 GHz-10 GHz 區域。
打好基礎
對于雷達、儀器儀表和通信應用，高GSPS轉換器應用得非常廣泛，因為它能提供更寬的頻譜以擴展系統頻率范圍。然而，更寬的頻譜對ADC本身的內部采樣保持器提出了更多挑戰，因為它通常未針對超寬帶操作進行優化，而且ADC一般帶寬有限，在這些更高模擬帶寬區域中其高頻線性度/SFDR會下降。
因此，在ADC前面使用單獨的THA來拓展模擬帶寬成為了一個理想的解決方案，如此便可在某一精確時刻對頻率非常高的模擬/RF輸入信號進行采樣。該過程通過一個低抖動采樣器實現信號采樣，并在更寬帶寬范圍內降低了ADC的動態線性度要求，因為采樣率RF模數轉換過程中保持不變。
這種方案帶來的好處顯而易見：模擬輸入帶寬從根本上得以擴展，高頻線性度顯著改善，并且與單獨的RF ADC性能相比，THA-ADC組件的高頻SNR得到改進。
THA特性及概述
ADI 的 THA 系列產品可以在18 GHz帶寬范圍內提供精密信號采樣，在DC至超過10 GHz的輸入頻率范圍內具有9到10位線性度、1.05 mV噪聲和<70 fs的隨機孔徑抖動性能。該器件可以4 GSPS工作，動態范圍損失極小，具體型號包括HMC661 和 HMC1061。這些跟蹤保持放大器可用于擴展高速模數轉換和信號采集系統的帶寬和/或高頻線性度。
以單級THA HMC661為例，產生的輸出由兩段組成。在輸出波形（正差分時鐘電壓）的采樣模式間隔中，器件成為一個單位增益放大器，在輸入帶寬和輸出放大器帶寬的約束下，它將輸入信號復制到輸出級。在正時鐘到負時鐘躍遷時，器件以非常窄的采樣時間孔徑對輸入信號采樣，并且在負時鐘間隔內，將輸出保持在一個相對恒定的代表采樣時刻信號的值。配合ADC進行前端采樣時，常常優先使用單級器件（ADI 同時法布里了兩級THA 的型號HMC1061），原因是多數高速ADC已經在內部集成一個THA，其帶寬通常要小得多。因此，在ADC之前增加一個THA便構成一個復合雙級組件（或一個三級組件，如果使用的是雙級HMC1061），THA在轉換器前面。采用同等技術和設計時，單級器件的線性度和噪聲性能通常優于雙級器件，原因是單級器件的級數更少。所以，單級器件常常是配合高速ADC進行前端采樣的最佳選擇。
