【導(dǎo)讀】寬帶GSPS模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)使高速采集系統(tǒng)具備很多性能優(yōu)勢(shì)。這類ADC提供寬頻譜的可見性。然而，雖然有些應(yīng)用需要寬帶前端，但也有一些應(yīng)用要求能夠?yàn)V波并調(diào)諧到更窄的頻譜。
當(dāng)需要窄帶時(shí)，ADC采樣、處理并消耗功率傳輸寬帶頻譜的效率很低。沒有必要在后期處理中使用大量FPGA收發(fā)器來抽取和過濾寬帶數(shù)據(jù)。高性能GSPS ADC讓數(shù)字下變頻(DDC)進(jìn)駐到ADC內(nèi)部。減少JESD204B ADC輸出通道數(shù)可以最大限度地降低數(shù)據(jù)速率和系統(tǒng)布局的復(fù)雜度。
抽取是一種僅觀察ADC采樣樣本的周期性部分，而忽略其余部分的方法。抽取的結(jié)果是降低ADC的采樣速率。例如，1/4抽取模式意味著（總樣本數(shù)）/4，有效地拋棄所有其他樣本。
ADC還必須包含數(shù)控振蕩器(NCO)和一個(gè)濾波和混頻元件（用作抽取功能的配對(duì)器件）。數(shù)字濾波有效地消除了由抽取率設(shè)定的狹義帶寬的帶外噪聲。作為本振的NCO的數(shù)字調(diào)諧字提供采樣速率的小數(shù)分頻，通過分辨率位數(shù)提供精確定位。調(diào)諧字具有范圍和分辨率，可以將濾波器按頻譜放置在需要的地方。
濾波器的通帶應(yīng)與抽取后的轉(zhuǎn)換器的有效頻譜寬度相匹配。使用DDC的顯著優(yōu)勢(shì)是能夠定位基本信號(hào)的諧波，使其落在目標(biāo)頻段以外。
DDC濾波器的數(shù)字濾波可濾除較窄帶寬之外的噪聲。理想ADC的SNR計(jì)算必須考慮過濾噪聲的處理增益。使用一個(gè)完美的數(shù)字濾波器，帶寬每減少2次冪，因過濾噪聲而產(chǎn)生的處理增益就會(huì)增加3dB。
理想的SNR（包括處理增益）=
6.02 × N + 1.76 dB + 10log10(fs/(2 × BW))
圖1. 使用低通濾波器和NCO執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)一個(gè)帶通濾波器。頻率規(guī)劃確保無用諧波和雜散落在帶寬之外。
（來源：亞德諾半導(dǎo)體）
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