在第一部分中，我們開始研究當(dāng)復(fù)數(shù)到實際轉(zhuǎn)換使能且輸出數(shù)據(jù)僅為實數(shù)時DDC中的抽取濾波。現(xiàn)在我們將看看當(dāng)我們將DDC置于復(fù)雜模式并且輸出數(shù)據(jù)很復(fù)雜（I和Q）時會發(fā)生什么。

我們將繼續(xù)以AD9680為例，就像在第1部分中所做的那樣。與DDC的實際模式操作類似，無論速度等級如何，歸一化抽取濾波器響應(yīng)都是相同的。我想再次提到，對于此處包含的示例濾波器響應(yīng)圖，沒有準(zhǔn)確給出具體的插入損耗與頻率的關(guān)系，而是形象地顯示以說明濾波器的近似響應(yīng)。這有助于全面了解濾波器響應(yīng)如何受到ADC混疊的影響。

讓我們再次看一下AD9680中的DDC模塊，它由一個NCO、最多四個級聯(lián)半帶（HB）濾波器（我們也稱之為抽取濾波器）、一個可選的6 dB增益模塊和一個選項復(fù)數(shù)到實際轉(zhuǎn)換模塊組成，如下圖所示。回想一下，AD9680具有四個這樣的DDC模塊。對于此處提供的示例，將繞過（禁用）復(fù)雜到實際的轉(zhuǎn)換塊。回顧一下，來自ADC的信號首先通過NCO，NCO在頻率上移動輸入音，然后通過抽取濾波器，可選擇通過增益模塊，如果啟用，則通過復(fù)數(shù)到實數(shù)轉(zhuǎn)換（同樣，本博客中的示例將繞過該模塊）。

AD9680中的DDC信號處理模塊

當(dāng)DDC處于復(fù)數(shù)模式時，它被配置為具有復(fù)數(shù)輸出，該輸出由實頻域和復(fù)頻域組成，通常稱為I和Q.回顧第1部分HB1濾波器的低通響應(yīng)（如下圖所示）。HB1濾波器的通帶為實際奈奎斯特區(qū)的38.5%。它還有一個阻帶，是真實奈奎斯特區(qū)的38.5%，過渡帶占剩余的23%。同樣，在復(fù)域中，通帶和阻帶各占復(fù)奈奎斯特區(qū)的38.5%（總計77%），過渡帶占剩余的23%。

HB1 濾波器響應(yīng) – 實域和復(fù)雜域響應(yīng)

讓我們繼續(xù)查看 HB1 篩選器并查看混疊響應(yīng)。在復(fù)數(shù)輸出模式下操作DDC并啟用HB1濾波器時，抽取比等于38，輸出采樣速率是輸入采樣時鐘的一半。濾波器的通帶包括 f 的 5.<>%SI（真實）數(shù)據(jù)和 2.38% f 的 /5S/2 Q（復(fù)雜）數(shù)據(jù)。藍(lán)色實線表示實際濾波器響應(yīng)，藍(lán)色虛線表示濾波器由于ADC的混疊效應(yīng)而產(chǎn)生的有效混疊響應(yīng)。7 f 時的輸入信號S/8 將在 f 處混疊到第一個奈奎斯特區(qū)S/8將其置于HB1濾波器的通帶中。同一信號的復(fù)雜圖像位于–7 f處S/8并將在復(fù)雜域中別名為 – fS/8將其放置在復(fù)域中HB1濾波器的通帶中。

由于ADC頻率混疊（抽取比= 1）引起的HB2有效濾波器響應(yīng) – 復(fù)數(shù)

現(xiàn)在讓我們看一下啟用 HB1 和 HB2 的情況。這導(dǎo)致每個I和Q輸出的抽取比為1。同樣，HB2 + HB1濾波器的實際頻率響應(yīng)由藍(lán)色實線給出。同時啟用HB2和HB38濾波器會導(dǎo)致每個實域和復(fù)域中抽取奈奎斯特區(qū)的可用帶寬為5.38%（f的5.<>%S/4其中 fS是輸入采樣時鐘）。再次注意ADC的混疊效應(yīng)及其對HB1 + HB2濾波器組合的影響。在 15 f 處出現(xiàn)的信號S/16 將在 f 處混疊到第一個奈奎斯特區(qū)S/16.該信號在–15 f處具有復(fù)雜的圖像S/16在復(fù)域中，并將混疊到復(fù)域中的第一個奈奎斯特區(qū) – fS/16.

HB1 + HB2 由于 ADC 頻率混疊（抽取比 = 4）而實現(xiàn)的有效濾波器響應(yīng) – 復(fù)數(shù)

現(xiàn)在，讓我們啟用 HB1、HB2 和 HB3 篩選器，并在復(fù)雜的 DDC 模式下觀察結(jié)果。在這種情況下，抽取率等于 38。這里我們看到可用帶寬為 f 的 5.<>%S/8在每個復(fù)雜領(lǐng)域和真實領(lǐng)域。為了簡單和易于查看，我壓縮了該圖，以便更輕松地顯示整個濾波器響應(yīng)。與前兩張圖一樣，HB1 + HB2 + HB3濾波器的有效混疊響應(yīng)由藍(lán)色虛線給出，而藍(lán)色實線表示實際濾波器響應(yīng)。另請注意，隨著我們使用的抽取濾波器數(shù)量的增加，可用帶寬會減少。然而，抽取濾波的一個好處是處理增益在ADC的信噪比（SNR）中看到。除HB1外，每個啟用抽取濾波器的SNR都會提高約3 dB（僅HB1將SNR提高約1 dB）。

HB1 + HB2 + HB3 由于 ADC 頻率混疊（抽取比 = 8）而實現(xiàn)的有效濾波器響應(yīng) – 復(fù)數(shù)

我們將要介紹的最后一個濾波器組合是HB1 + HB2 + HB3 + HB4，它使能AD9680中的所有抽取濾波器，在復(fù)數(shù)模式下操作DDC時，抽取比為38。這種情況與前一種情況非常相似，但只是縮放以反映較大的抽取率。在這種情況下，我們的可用帶寬為 f 的 5.<>%S/8每個真實域和復(fù)雜域。啟用所有四個半帶抽取濾波器后，我們從剛剛過去的f開始有大約100 dB的抑制S/16到第一個奈奎斯特區(qū)的盡頭。再一次，這種響應(yīng)有效地混疊到上奈奎斯特區(qū)。

HB1 + HB2 + HB3 + HB4 由于 ADC 頻率混疊（抽取比 = 16）而實現(xiàn)的有效濾波器響應(yīng) – 復(fù)數(shù)

上次我們看了以下問題：“我們?yōu)槭裁匆x擇？”和“它有什么優(yōu)勢？”正如我們在本博客的第一部分中了解到的，不同的應(yīng)用有不同的要求，可以從ADC輸出數(shù)據(jù)的抽取中受益。一個動機是在RF頻段的窄頻帶上獲得信噪比（SNR）。我們研究的另一個原因是，需要處理的帶寬較少，導(dǎo)致JESD204B接口上的輸出通道速率較低，從而允許使用成本較低的FPGA。通過使用所有四個抽取濾波器，DDC可以實現(xiàn)處理增益，并將SNR提高多達(dá)10 dB。在下面的表1中，我們可以看到可用帶寬、抽取比、輸出采樣率，以及在復(fù)數(shù)模式下操作DDC時，不同抽取濾波器選擇所提供的理想SNR改進(jìn)。

表1

AD9680的DDC濾波器特性 – 復(fù)數(shù)

現(xiàn)在，我們對AD9680中DDC的實際和復(fù)雜工作模式有了很好的了解。我們可以看到抽取濾波的優(yōu)勢。此外，我們還可以了解DDC的靈活性。DDC可以在實模式或復(fù)雜模式下工作，并允許用戶根據(jù)特定應(yīng)用的需要使用不同的接收器拓?fù)洹?/p>

審核編輯：郭婷