NEST157 May   2025 ADC32RF52 , ADC32RF54 , ADC32RF55 , ADC32RF72 , ADC34RF52 , ADC34RF55 , ADC34RF72

 

  1.   1
  2.   2
  3. 1奈奎斯特(Nyquist)規則
  4. 2什麼是流程增益?
  5. 3為什麼選擇頻率規劃?
  6. 4頻率規劃的常見陷阱
  7. 5採用降取進行適當頻率規劃的優點
  8. 6理論示例:進行降取頻率規劃與
  9. 7實際示例:進行降取頻率規劃與
  10. 8結論
  11. 9相關網站

實際示例:進行降取頻率規劃與

在 ADC 上使用降取可簡化頻率規劃程序,因為降低取樣率可有效縮減所需頻寬。將降取視為有選擇性地聚焦在頻譜較窄的部分。若聚焦於較窄的頻段,更多不必要的諧波或突波最終會落在感興趣的帶通之外,進而被濾除。以下範例使用 ADC3669 來示範進行頻率規劃時降頻的差異。圖 5說明 ADC 未使用 16384 點 FFT 大小執行降取時的傳統頻譜擷取。您可以看到不必要的諧波位於頻內,並對性能造成負面影響。

 ADC3669 在 500MSPS 下以接近 70MHz FIN (無降取) 擷取的實際頻譜。圖 5 ADC3669 在 500MSPS 下以接近 70MHz FIN (無降取) 擷取的實際頻譜。

這些諧波可能是由 ADC 或某些外部類比頻率產生的附加雜訊。圖 6顯示 ADC 處於實際降取模式且降取係數為 2 的範例。各位會發現不需要的諧波突波現在已從頻外衰減,並被降取濾波器過濾掉。請注意,由於流程增益,還有額外的 +3dB 改善。

 ADC3669 在 500MSPS 及接近 70MHz FIN (降取係數為 2) 下擷取的實際頻譜。圖 6 ADC3669 在 500MSPS 及接近 70MHz FIN (降取係數為 2) 下擷取的實際頻譜。

此外, FFT 的解析度頻寬實際上也會減少二倍,因為我們在 FFT 計算中維持相同的點數。這有助於將類比頻率解析為更近的間隔。到目前為止,我們只提到了實際降取,此方式只是在沒有任何頻率變化的情況下過濾資料。如果每次降取時您的興趣訊號降到低於 Fs/4 ,則實際降取是很棒的。但如果要對超出此範圍的訊號進行降取呢?所需訊號通常不會集中在零頻率 (基頻) ,而是集中在某個中頻。這時複雜的降取就會發揮作用。具有較新數位功能的 ADC,如 ADC3669,在複雜的 DDC 階段中整合了 NCO 混波器。若混合有興趣訊號與 NCO 頻率,可在降取前將訊號移至基頻,讓您可在裝置頻寬內的任何位置充分利用降取訊號的優勢。

圖 7顯示在複雜降取模式下 ADC3669 的擷取,降取係數為 64 ,在使用 8192 點計算 FFT 時,產生有效取樣頻寬 7.8125MHz。輸入頻率為 70MHz , NCO 頻率為 71MHz。當訊號與 NCO 頻率混合時,訊號會轉變為基頻,產生約 -1MHz 的音調。

 ADC3669 在 500MSPS 下擷取複數,降取係數為 64 (FIN=70MHz , Fnco=71MHz)。圖 7 ADC3669 在 500MSPS 下擷取複數,降取係數為 64 (FIN=70MHz , Fnco=71MHz)。

ADC3669 可以高達 32768 的降取係數擷取窄頻,對高密度 RF 頻帶或有限通道間距的應用非常有利。如此高的係數進行降取可讓您放大感興趣的訊號,幾乎可濾除其他所有項目。ADC3669 等現代 ADC 提供的降取係數範圍可提供更多頻率規劃彈性,因為更容易濾除不必要的突波。圖 8顯示使用 8192 FFT 點計算出降取係數為 16384 的擷取,得到的解析度頻寬為 3.726Hz。即使突波位於基頻數千赫以內,您仍可輕易以高降取率篩選出突波。

 ADC3669 在 500MSPS 下擷取複雜頻譜,降取係數為 16384 (FIN=70MHz , Fnco=69.996MHz)。圖 8 ADC3669 在 500MSPS 下擷取複雜頻譜,降取係數為 16384 (FIN=70MHz , Fnco=69.996MHz)。

由於 NCO 頻率比輸入訊號低 4kHz ,向下轉換的訊號會出現在正頻率偏移。在此降取模式下以 500MSPS 運作時,此 ADC 可圍繞可編程 NCO 頻率在 30.517kHz 範圍內進行訊號取樣。