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对称的PCB布局减少二次谐波失真
由差分信号驱动的差分电路不会产生偶次谐波。在本文中，我们将讨论为减少二次谐波失真，有必要采用对称的PCB布局。甚至看起来与对称布局的微小偏差也会使二次谐波的振幅增加几分贝。
我们还将讨论的是，信号路径的对称性而不是组件的对称性实际上决定了设计的偶数阶失真性能。
电路产生二次谐波时，差分输出理想地抑制了失真分量。这是差分操作的一个非常重要的特性，并解释了为什么由差分信号驱动的差分电路不会产生偶次谐波。
实际上，差分电路可能无法完全抑制偶次谐波。但是，与它的奇数次谐波相比，差分结构的偶数次谐波通常可以忽略不计。
示例：差分ADC接口可以降低二次谐波
下图显示了一个示例应用，其中两个单端信号路径用于创建与ADS5500的差分接口，ADS5500是TI的14位125-MSPS模数转换器。
图1
变压器将单端输入转换为差分信号。经过变压器后，两个信号路径完全相同。
值得一提的是，实际上，变压器输出不是理想的差分信号-两个输出之间可能存在相位和/或幅度不平衡。这些不平衡会增加二次谐波失真。可以看出，次谐波幅度受相位不平衡的影响比受幅度不平衡的影响更大。
布局对称性对第二谐波抑制至关重要
除了在两个信号路径中使用相同的组件外，我们还需要采用对称的PCB布局以最大程度地消除二次谐波。非对称布局将阻止我们充分利用信号链中活动模拟模块（例如ADC和运算放大器）的线性。
例如，考虑以下所示的ADC接口。
图2. AD9266 ADC的ADC接口。
该ADC接口使用双巴伦配置（如下所示）将单端输入转换为差分信号。
图3.双巴伦拓扑，用于单端到差分转换。
这是SNR为关键参数的应用的常见电路拓扑。与仅使用单个巴伦的结构相比，双巴伦结构可以减少差分输出之间的相位和幅度不平衡。数据手册AD9266 （ADI公司的16位1.8 V ADC）数据手册建议采用双平衡-不平衡变压器结构，其频率大于约10 MHz。
应仔细注意此阶段的布局，以最大程度地减少二次谐波失真。
双巴伦结构的示例布局
双平衡变换器结构的两种可能的布局如图4和5所示。
图4并不是理想的布局，因为从T1到T2的走线对于上，下信号路径是不相同的（即x1和x2不相同）。
这种布局的另一个问题是T2的两个接地焊盘不对称。
图4.双巴伦配置的非对称布局。
图5显示了该电路的另一种布局。在这种情况下，连接T1到T2的走线会到达一个中点（上路径为n1，下路径为n2），然后连接到T2的相应焊盘。这使两条路径相同。此外，请注意，对称的走线用于T2的两个接地焊盘。
图5.对称布局。
尽管这些调整可能看起来很微妙，但它们可以对设计的失真性能产生显着影响。与图4所示的布局相比，图5的对称布局可以将二次谐波幅度降低约5dB。
组件对称性与信号路径对称性
为了具有对称布局，有时我们可以从根据对称线放置组件开始。例如，上面图2中的电阻器和电容器可以如图6所示放置。
图6
对于电阻器和电容器之类的两端器件，对称的元件放置应导致对称的布局。
但是，非对称封装则不是这种情况。例如，考虑采用SOIC-8封装的运算放大器。如图7所示，相对于一条对称线放置这些封装中的两个不会产生对称布局。在此示例中，与下部运算放大器的反相输入相比，上部运算放大器的反相输入距离对称线更远。换句话说，d1> d2。
图7
在这些情况下，我们必须考虑沿信号流路径的不同对称线，以便保留信号对称性。
考虑下图：
图8
下图显示了如何改变对称线，使我们能够保持进入运算放大器反相输入端和运算放大器输出端的走线的信号路径对称性。