現在讓我們看一下AD9680-500的真實示例。我們將了解如何使用這個簡單而強大的工具來幫助理解ADC的混疊效應,以及幫助理解AD9680中某些數字處理模塊的影響。
在本例中,我們將介紹AD9680-500,其工作輸入時鐘為368.64 MHz,模擬輸入頻率為270 MHz。首先,了解AD9680中數字處理模塊的設置非常重要。AD9680將設置為使用數字下變頻器(DDC),其中輸入為實數,輸出為復數,數控振蕩器(NCO)調諧頻率設置為98 MHz,半帶濾波器1(HB1)使能,6dB增益使能。由于輸出很復雜,因此禁用了復雜到實際的轉換塊。DDC 的基本示意圖如下所示。為了理解輸入音的處理方式,重要的是要了解信號首先通過NCO,NCO在頻率上改變輸入音調,然后通過抽取,可選擇通過增益模塊,然后可選地通過復數到實際轉換。
AD9680中的DDC信號處理模塊
了解流經AD9680的信號流的宏觀視圖也很重要。信號通過模擬輸入進入,通過ADC內核進入DDC,通過JESD204B串行器,然后通過JESD204B串行輸出通道輸出。AD9680的框圖對此進行了說明。
AD9680 原理框圖
現在讓我們看看信號在通過AD9680的各個處理模塊時是如何顯示的。我們將使用頻率折疊工具以及VisualAnalog(我們現在也在幾篇博客中討論過:ADI公司設計工具:VisualAnalog和ADI公司設計工具:VisualAnalog第2部分)。輸入采樣時鐘為368.64 MHz,模擬輸入頻率為270 MHz時,輸入信號將混疊到98.64 MHz的第一個奈奎斯特區。輸入頻率的二次諧波將在171.36 MHz處混疊到第一個奈奎斯特區,而第三個諧波混疊為72.72 MHz。下面的頻率折疊工具的圖說明了這一點。
ADC輸出端的信號,由頻率折疊工具示出
上圖所示的頻率折疊工具圖給出了ADC內核輸出端的信號在通過AD9680中的DDC之前的狀態。信號在AD9680中通過的第一個處理模塊是NCO,它將頻譜在頻域中向左移動98 MHz(回想一下我們的調諧頻率為98 MHz)。這會將模擬輸入從 98.64 MHz 下移至 0.64 MHz,二次諧波將下移至 73.36 MHz,第三次諧波將下移至 -25.28 MHz(回想一下,我們正在查看復雜的輸出)。這顯示在下面VisualAnalog的FFT圖中。
DDC 后信號的 FFT 復數輸出圖,NCO = 98 MHz 并抽取 2
從FFT圖中,我們可以清楚地看到NCO如何移動我們在頻率折疊工具中觀察到的頻率。有趣的是,我們在FFT中看到了一種“無法解釋”的基調;還是無法解釋?NCO 不是主觀的,會改變所有頻率。它將98 MHz的基波輸入音別名下移至0.64 MHz,并將二次諧波移至73.36 MHz,將第三次諧波移至-25.28 MHz。似乎另一個音調也發生了變化,出現在86.32 MHz。
頻率折疊工具不包括ADC的直流失調。此直流偏移導致直流(或 0 Hz)時出現音調。頻率折疊工具假設一個沒有直流偏移的理想ADC。0 Hz 時的直流偏移音調在頻率上向下偏移至 -98 MHz。 由于復雜的混頻和抽取,該直流偏移音調折回實際頻域中的第一個奈奎斯特區?;叵胍幌?,音調混疊回第一個奈奎斯特區,如頻率折疊工具所示。當觀察一個復雜的輸入信號時,其中音調在負頻域中移入第二個奈奎斯特區,它將繞回實頻域中的第一個奈奎斯特區。
由于我們啟用了抽取比為 92 的抽取,因此我們的抽取奈奎斯特區寬 16.368 MHz(回想一下:fs = 64.184 MHz,抽取采樣率為 32.92 MHz,奈奎斯特區為 16.98 MHz)。直流偏移音調偏移至-5 MHz,即從84.92 MHz的奈奎斯特區邊界的抽取增量為16.92 MHz。當這個音調折回第一個奈奎斯特區時,它最終在實際頻域中與奈奎斯特區邊界的偏移量相同,即16.5 MHz – 84.86 MHz = 32.<> MHz。這正是我們在上面的FFT圖中看到的基調!
擁有像頻率折疊工具這樣的工具非常適合用于識別音調的位置。它還有助于了解執行復雜或實際混頻和/或抽取時的ADC行為,以便當我們看到“意外”音調時,我們可以識別其來源。使用頻率折疊工具有助于查看音調如何與ADC混疊,以便我們可以識別和預測音調混疊的位置。
審核編輯:郭婷
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