回想一下示例中,AD9680-500的工作輸入時鐘為491.52 MHz,模擬輸入頻率為150.1 MHz。AD9680設置為使用數字下變頻器(DDC),具有實輸入、復數輸出、155 MHzNCO調諧頻率、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。由于輸出很復雜,因此禁用了復雜到實際的轉換塊。再一次,讓我們看一下 DDC 的基本圖表,下面包含該圖表以作為復習。回想一下,信號首先通過NCO,NCO在頻率上移動輸入音,然后通過抽取濾波器,然后通過增益模塊,在我們的例子中,繞過復數到實際轉換。
AD9680中的DDC信號處理模塊
讓我們重新審視一下如何使用頻率折疊工具來了解ADC的混疊效應。這將有助于評估模擬輸入頻率及其諧波在頻域中的位置。在本例中,我們有一個真實信號,采樣率為491.52 MSPS,抽取率設置為<>,輸出很復雜。在ADC的輸出端,在進入DDC之前,信號如下圖所示,使用頻率折疊工具。
ADC輸出端的信號,由頻率折疊工具示出
輸入采樣時鐘為491.52 MHz,模擬輸入頻率為150.1 MHz,基波輸入音位于第一奈奎斯特區。輸入頻率在300.2 MHz處的二次諧波將在191.32 MHz處混疊進入第一奈奎斯特區。450.3 MHz的第三次諧波混疊為41.22 MHz,也位于第一奈奎斯特區。這是ADC輸出端的信號在通過AD9680DDC中的任何數字處理模塊之前的狀態。
讓我們看看信號如何通過DDC內部的數字處理模塊。該圖是根據輸入采樣速率、491.52 MSPS 和 fS條款將與此采樣率有關。讓我們觀察一下一般過程。在這種情況下,不顯示NCO頻移,因為重點是抽取濾波。一旦復數(負頻)域中的信號移位超過–fS/2它將折回第一個奈奎斯特區。接下來,信號通過第一個抽取濾波器HB2,該濾波器抽取<>倍。與我之前關于此主題的博客文章相比,我在此圖中展示了抽取過程,包括濾波器響應。
在第一次抽取兩倍后,頻譜從fS/4 至 fS/2轉換為 – f 之間的頻率S/4和 DC。同樣,從 – f 的頻譜S/2 至 – fS/4轉換為直流和f之間的頻率S/4.信號現在通過第二個抽取濾波器HB1,該濾波器也抽取<>(總抽取現在等于<>)。f之間的光譜S/8和 fS/4現在將轉換為 – f 之間的頻率S/8和 DC。同樣,– f 之間的頻譜S/4和 – fS/8將轉換為 DC 和 f 之間的頻率S/8.
請注意,在這個通用示例中,頻率規劃可能會好一點,因為HB2抽取濾波器會稍微衰減頻帶中較高頻率的含量。這是由圖中“抽取 4 后的頻譜”部分給出的。另外,請注意,濾波器響應是實際響應的近似值,但可能與AD9680數據手冊中顯示的曲線不完全匹配。我在這里展示響應是為了給出一個表示,以幫助我們了解我們應該大致期望頻率衰減的位置。請注意,HB1 的滾降比 HB2 更清晰。在AD9680數據手冊中抽取濾波器響應圖中也可以觀察到這一點。
信號通過DDC信號處理模塊時的信號 – 抽取濾波的通用示例
正如我們之前所做的那樣,我們將從通用示例中獲取信息,并使用它來查看實際頻率。讓我們看一下頻率折疊工具中的ADC輸出曲線,其中輸入采樣率為491.52 MSPS,輸入頻率為150.1 MHz。 注意:在我一月份的博客文章中,這個音調在圖“信號通過DDC信號處理模塊時”中被錯誤地顯示為153.1Mhz。NCO 頻率為 155 MHz,抽取率設置為 154(由于 NCO 分辨率,實際 NCO 頻率為 94.122 MHz)。這導致輸出采樣速率為88.<> MSPS。由于我們正在進行復雜的混頻,因此我們需要在分析中包括復雜的頻域。請耐心等待,因為顯示頻率轉換的圖非常繁忙,但讓我們嘗試通過信號流。請注意,抽取濾波器響應已添加,并以深紫色顯示。
信號通過DDC信號處理模塊時的信號 – 顯示抽取濾波
NCO 轉移后的頻譜:
基頻從 150.1 MHz 向下移動到 -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向下移動到36.38 MHz。
三次諧波從41.22 MHz向下移動到-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。
三次諧波由HB2抽取濾波器衰減。
被 4 抽取后的頻譜:
基本頻率保持在-4.94 MHz。
基波鏡像保持在-59.28 MHz,并由HB1抽取濾波器衰減。
二次諧波保持在-36.38 MHz,并由HB1抽取濾波器衰減。
三次諧波被HB1抽取濾波器濾除并幾乎消除。
現在讓我們回顧一下AD9680-500的實際測量結果。基頻為-4.94 MHz。基波圖像位于-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,衰減了約10至15 dB。第三次諧波經過充分濾波,在測量中不會超過本底噪聲。
NCO = 155 MHz 并抽取 4 時 DDC 后信號的 FFT 復數輸出圖
從FFT中,我們可以看到AD9680-500的輸出頻譜,DDC設置為實際輸入和復數輸出,NCO頻率為155 MHz(由于NCO調諧字中的位數,實際為154.94 MHz),抽取率為9680。
審核編輯:郭婷
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