我最近在评估贵公司一款集成数字下变频器(DDC)功能的高速ADC的输出频谱时,发现了一些“奇怪”的现象。您能解释为什么存在一种神秘的杂散吗?

问题:

我最近在评估贵公司一款集成数字下变频器 (DDC) 功能的 高速 ADC 的输出频谱时,发现了一些“奇怪”的现象。 您能解释为什么存在一种神秘的杂散吗?

RAQ:  Issue 118

答案:

DDC包括一个抽取滤波器,它使得您可以消除传统的输入抗混叠滤波要求,同时又以数字方式滤出目标基带信号,要处理的净有效数据量会更少。您说您在测试一个频率规划,想看看不在DDC通带和过渡带之内的输入频率是否真的被衰减100 dB以上(参见下图)。您在使能抽取滤波器的情况下对ADC输出数据运行FFT,并在得到的输出频谱中发现一个仅降低90 dB的杂散,而不是预期的降低100 dB以上。如果移除输入信号,杂散也消失。您询问它来自哪里。阻带范围内的信号如何能在通带中引起杂散?

当您开始考虑ADC的片上DSP选项时,有时候会很容易忽视模数转换器的行为。虽然上图准确描述了抽取滤波器在基带奈奎斯特区内的响应,但它并未说明在其他奈奎斯特区转换器中会发生什么。此时,滤波器的响应会混叠到所有更高阶奈奎斯特区中。下图显示了前五个奈奎斯特区中的响应。另外要注意到该神秘杂散,它是带外输入信号音的混叠二次谐波。

您指出,在您的测试设置中没有模拟输入抗混叠滤波器。神秘杂散的根源正在于此——数字滤波器无法消除模拟侧的频谱成分。这个例子很好地说明了虽然较高采样速率转换器可以降低模拟输入滤波要求,但您仍然不能忽视采样系统的混叠法则。高采样速率和DDC可以处理fS/4和fS/2之间的阻塞信号,前端无需强大的模拟滤波器;使用较弱的滤波器则会消除3fS/4及以上的杂散。


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James Bryant

James Bryant自1982年起担任ADI公司的欧洲应用经理,直至2009年退休为止。至今仍从事撰写和咨询工作。他拥有英国利兹大学的物理学和哲学学位,同时还是注册工程师(C.Eng.)、欧洲注册工程师(EurEng.)、电机工程师协会会员(MIET)以及对外广播新闻处(FBIS)会员。除了热情钻研工程学外,他还是一名无线电爱好者,他的呼叫代号是G4CLF。