模拟信号的输入阻抗和反射

信号链上，PGA、TIA或filter的有用信号带外（一般指高频信号）的信号往往不是零，如果没有考虑到带外信号的影响，在应用中会因为带外信号“反射”引起带内信号质量下降。

我在音频电路设计时首先遇到这个问题：sdm dac电流舵的电流给到耳机放大器（headphone，是一个TIA）的输入，由于sdm dac一般是几兆赫兹或几十兆赫兹的采样率（fs），在headphone输入端会“看到”fs频率的信号，能量大约-4dBFs，有用信号20Hz~20KHz。

如果headphone的运放带宽接近或低于fs，那么信号的thd会出现极度恶化，这是什么原因呢？

从输入阻抗的角度比较好解释：

信号“看到”tia的输入阻抗=Rf/A(s) ，其中Rf是反馈电阻，A(s)是运放的幅频响应函数。 低频是A(s)大约为80dB 因此低频时的tia输入阻抗是Rf/10000, 高频时A(s)在1附近甚至小于1，输入阻抗大于等于Rf。因此高频信号在运放输入端产生了“扰动”，导致运放差分输入电压差不再是0，从而影响低频的thd。

后来我在rf接收机电路中，也遇到同样的问题。处理方法就是做大运放GBW，同时在Rf上并联电容Cf。

我于是在思考另外一个问题，如果是电压放大器，而不是tia会有类似的问题吗？答案是肯定的，我们来做如下分析：

在电压放大器中，Rin=R1+R2/A(s)，一般低频应用我们认为Rin=R1，但是当输入出现高频信号时，还是会出现“反射”现象，“反射”是由于接收电路的阻抗变大，导致接收电路失去“虚短”特性从而引起thd恶化。

图中运放差分对的电压差在A(s)接近1时变得域Vi接近，从而使thd恶化。

审核编辑：黄飞