ADC數(shù)字下變頻器：復(fù)雜抽取示例

在本例中，我們將介紹AD9680-500，其工作輸入時(shí)鐘為491.52 MHz，模擬輸入頻率為150.1 MHz。AD9680將設(shè)置為使用數(shù)字下變頻器（DDC），具有實(shí)際輸入、復(fù)數(shù)輸出、155 MHz的NCO調(diào)諧頻率、半帶濾波器1（HB1）和半帶濾波器2（HB2）（總抽取率等于6）和<>dB增益。由于輸出很復(fù)雜，因此禁用了復(fù)雜到實(shí)際的轉(zhuǎn)換塊?；叵胍幌挛抑暗牟┛椭蠨DC的基本圖表，下面再次包含該圖表。為了理解輸入音調(diào)的處理方式，重要的是要了解信號(hào)首先通過(guò)NCO，NCO在頻率上移動(dòng)輸入音調(diào)，然后通過(guò)抽取，通過(guò)增益模塊，在我們的例子中，繞過(guò)復(fù)數(shù)到實(shí)際轉(zhuǎn)換。

AD9680中的DDC信號(hào)處理模塊

我們還回顧一經(jīng)AD9680的信號(hào)流的宏觀視圖。如前所述，信號(hào)通過(guò)模擬輸入進(jìn)入，通過(guò)ADC內(nèi)核進(jìn)入DDC，通過(guò)JESD204B串行器，然后通過(guò)JESD204B串行輸出通道輸出，如下圖所示。

AD9680 原理框圖

我們將再次使用頻率折疊工具來(lái)幫助了解ADC的混疊效應(yīng)，以評(píng)估模擬輸入頻率及其諧波在頻域中的位置。在本例中，我們有一個(gè)真實(shí)信號(hào)，采樣率為491.52 MSPS，抽取率設(shè)置為<>，輸出很復(fù)雜。在ADC的輸出端，信號(hào)如下圖所示，使用頻率折疊工具。

ADC輸出端的信號(hào)，由頻率折疊工具示出

輸入采樣時(shí)鐘為491.52 MHz，模擬輸入頻率為150.1 MHz，輸入信號(hào)將駐留在第一奈奎斯特區(qū)。輸入頻率的二次諧波將在191.32 MHz處混疊到第一個(gè)奈奎斯特區(qū)，而第三個(gè)諧波混疊到41.22 MHz，這也在第一個(gè)奈奎斯特區(qū)。這是ADC輸出端的信號(hào)在通過(guò)DDC之前的狀態(tài)。

現(xiàn)在讓我們看看信號(hào)如何通過(guò)DDC內(nèi)部的數(shù)字處理模塊。我們將觀察信號(hào)經(jīng)過(guò)每個(gè)階段的過(guò)程，并觀察NCO如何移動(dòng)信號(hào)以及抽取過(guò)程隨后折疊信號(hào)。我們將根據(jù)輸入采樣率、491.52 MSPS 和 f 來(lái)維護(hù)該圖。S條款將與此采樣率有關(guān)。讓我們觀察一下一般過(guò)程。NCO 會(huì)將輸入信號(hào)向左移動(dòng)。一旦復(fù)數(shù)（負(fù)頻）域中的信號(hào)移出 – fS/2它將折回第一個(gè)奈奎斯特區(qū)。接下來(lái)，信號(hào)通過(guò)第一個(gè)抽取濾波器HB2，該濾波器抽取<>倍。

在圖中，我顯示了抽取過(guò)程，但沒(méi)有顯示濾波器響應(yīng)，即使操作一起發(fā)生。這是為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)。在第一次抽取兩倍后，頻譜從fS/4 至 fS/2轉(zhuǎn)換為 – f 之間的頻率S/4和 DC。同樣，從 – f 的頻譜S/2 至 – fS/4轉(zhuǎn)換為直流和f之間的頻率S/4.信號(hào)現(xiàn)在通過(guò)第二個(gè)抽取濾波器HB1，該濾波器也抽取<>（總抽取現(xiàn)在等于<>）。f之間的光譜S/8和 fS/4現(xiàn)在將轉(zhuǎn)換為 – f 之間的頻率S/8和 DC。同樣，– f 之間的頻譜S/4和 – fS/8將轉(zhuǎn)換為 DC 和 f 之間的頻率S/8.盡管圖中顯示了抽取，但未顯示抽取濾波操作。

信號(hào)通過(guò)DDC信號(hào)處理模塊時(shí)的信號(hào) – 通用示例

現(xiàn)在讓我們研究上面討論的示例并查看實(shí)際頻率?；氐筋l率折疊工具中的ADC輸出曲線，我們將查看491.52 MSPS的輸入采樣速率和150.1 MHz的輸入頻率。NCO 頻率為 155 MHz，抽取率設(shè)置為 154（由于 NCO 分辨率，實(shí)際 NCO 頻率為 94.122 MHz）。這導(dǎo)致輸出采樣速率為88.<> MSPS。由于我們正在進(jìn)行復(fù)雜的混頻，因此我們需要在分析中包括復(fù)雜的頻域。請(qǐng)耐心等待，因?yàn)轱@示頻率轉(zhuǎn)換的圖非常繁忙，但讓我們嘗試通過(guò)信號(hào)流。

通過(guò)DDC信號(hào)處理模塊時(shí)的信號(hào)

NCO 轉(zhuǎn)移后的頻譜：

基頻從 150.1 MHz 向下移動(dòng)到 -4.94 MHz。

基本面的圖像從-150.1 MHz偏移到186.48 MHz。

二次諧波從191.32 MHz向下移動(dòng)到36.38 MHz。
三次諧波從41.22 MHz向下移動(dòng)到-113.72 MHz。

被 2 抽取后的頻譜：

基頻保持在-4.94 MHz。

基波鏡像向下轉(zhuǎn)換為-59.28 MHz，并由HB2抽取濾波器衰減。

二次諧波保持在36.38 MHz。
三次諧波被HB2抽取濾波器顯著衰減。

被 4 抽取后的頻譜：

基本頻率保持在-4.94 MHz。

基本面的圖像保持在-59.28 MHz。

二次諧波保持在-36.38 MHz。
三次諧波被HB1抽取濾波器濾除并幾乎消除。

現(xiàn)在讓我們看一下AD9680-500的實(shí)際測(cè)量結(jié)果。我們可以看到基本面位于-4.94 MHz?；▓D像位于-59.28 MHz，振幅為-67.112 dBFS，這意味著圖像已衰減約66 dB。二次諧波位于36.38 MHz。

NCO = 155 MHz 并抽取 4 時(shí) DDC 后信號(hào)的 FFT 復(fù)數(shù)輸出圖

從FFT中，我們可以看到AD9680-500的輸出頻譜，DDC設(shè)置為實(shí)際輸入和復(fù)數(shù)輸出，NCO頻率為155 MHz（實(shí)際154.94 MHz），抽取比為4。

審核編輯：郭婷