如何對(duì)ADC進(jìn)行頻率和采樣率規(guī)劃

在本篇文章中，我們將討論頻率規(guī)劃的概念和好處。我們還將查看一些可用于幫助完成規(guī)劃過(guò)程的簡(jiǎn)單工具。

首先，什么是頻率規(guī)劃？首先，我們需要將理想的ADC信號(hào)捕獲情形與現(xiàn)實(shí)中的情形進(jìn)行比較。該圖顯示了ADC捕獲的F1的理想信號(hào)頻譜。

接下來(lái)的這張圖顯示了所需的信號(hào)以及該信號(hào)的多個(gè)諧波。任何實(shí)際的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器都會(huì)具有一些諧波失真。如果諧波或其他失真積重疊，那么所需的信號(hào)系統(tǒng)性能可能會(huì)降低。那么，盡管實(shí)際的轉(zhuǎn)換器具有一些限制，我們?nèi)绾蝺?yōu)化接收系統(tǒng)的性能呢？信號(hào)和諧波的相對(duì)位置是ADC的輸入頻率和采樣率的函數(shù)。

如果更改至更高的采樣率，則可以移動(dòng)頻譜中雜散的相對(duì)位置，從而提高系統(tǒng)性能。諧波是會(huì)遇到的最常見(jiàn)的雜散。

交錯(cuò)式(Interleaved)ADC可能會(huì)顯示子ADC之間偏移增益和時(shí)序的微小不匹配導(dǎo)致的雜散。該表列出了因子為二和四的交錯(cuò)式ADC的預(yù)期雜散。

TI提供了一款基于電子表格的工具，有助于輕松地使相關(guān)信號(hào)以及常見(jiàn)諧波和交錯(cuò)雜散的位置可視化。那么，我們具有哪些可用于完成頻率規(guī)劃的變量呢？

頻率規(guī)劃工具下載地址：https://www.ti.com/tool/download/FREQ-DDC-FILTER-CALCTI

提供的頻率規(guī)劃電子表格在左上角提供了以下用戶(hù)輸入字段。以兆樣本/秒為單位的ADC采樣率。ADC交錯(cuò)因子--當(dāng)前支持因子一、二或四。以兆赫茲為單位的信號(hào)中心頻率和以兆赫茲為單位的帶寬。再輸入這些參數(shù)之后，會(huì)顯示第一個(gè)奈奎斯特區(qū)域的可視化表示。x軸顯示頻率，而y軸顯示基波交錯(cuò)音調(diào)以及二次和五次諧波。重疊字段中顯示了最重要的重疊音調(diào)。

了解了初始重疊之后，用戶(hù)可以更新ADC采樣率或輸入信號(hào)參數(shù)，以確定可消除或最大程度地降低重疊的最佳組合。在本示例中，我們具有一個(gè)以4,000兆個(gè)樣本/秒的采樣率進(jìn)行采樣的ADC。該ADC使用四個(gè)交錯(cuò)式子ADC。輸入信號(hào)以5,000兆赫茲為中心，帶寬為300兆赫茲。在該采樣率下，基波與HD3、HD5和交錯(cuò)tone之一之間存在重疊。如果這些雜散的預(yù)期水平足夠高，從而影響系統(tǒng)性能，那么可以更改采樣率以防止重疊。

如果將采樣率更改為5,500兆個(gè)樣本/秒，那么輸入信號(hào)不會(huì)與任何諧波或交錯(cuò)音調(diào)重疊。這展示了學(xué)習(xí)頻率規(guī)劃和調(diào)節(jié)采樣率以提高系統(tǒng)性能的強(qiáng)大功能。