在本例中,我們將介紹AD9680-500,其工作輸入時鐘為491.52 MHz,模擬輸入頻率為150.1 MHz。AD9680將設置為使用數字下變頻器(DDC),具有實際輸入、復數輸出、155 MHz的NCO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。回想一下我之前的博客中DDC的基本圖表,下面再次包含該圖表。為了理解輸入音調的處理方式,重要的是要了解信號首先通過NCO,NCO在頻率上移動輸入音調,然后通過抽取,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
我們還回顧一經AD9680的信號流的宏觀視圖。如前所述,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,如下圖所示。
AD9680 原理框圖
我們將再次使用頻率折疊工具來幫助了解ADC的混疊效應,以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,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,輸入信號將駐留在第一奈奎斯特區。輸入頻率的二次諧波將在191.32 MHz處混疊到第一個奈奎斯特區,而第三個諧波混疊到41.22 MHz,這也在第一個奈奎斯特區。這是ADC輸出端的信號在通過DDC之前的狀態。
現在讓我們看看信號如何通過DDC內部的數字處理模塊。我們將觀察信號經過每個階段的過程,并觀察NCO如何移動信號以及抽取過程隨后折疊信號。我們將根據輸入采樣率、491.52 MSPS 和 f 來維護該圖。S條款將與此采樣率有關。讓我們觀察一下一般過程。NCO 會將輸入信號向左移動。一旦復數(負頻)域中的信號移出 – 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。
在圖中,我顯示了抽取過程,但沒有顯示濾波器響應,即使操作一起發生。這是為了簡單起見。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.盡管圖中顯示了抽取,但未顯示抽取濾波操作。
信號通過DDC信號處理模塊時的信號 – 通用示例
現在讓我們研究上面討論的示例并查看實際頻率。回到頻率折疊工具中的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。
通過DDC信號處理模塊時的信號
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。
現在讓我們看一下AD9680-500的實際測量結果。我們可以看到基本面位于-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。
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(實際154.94 MHz),抽取比為4。
審核編輯:郭婷
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