实实通信的视频网站怎么做,手机海报制作app,西安网站建设app建设,wordpress 百度官方ping插件数模转换#xff08;ADC#xff09;的应用笔记 智能时代#xff0c;数字信号已体现在我们生活的方方面面#xff0c;A/D,D/A是重要的基础。智能手机触摸信号需要转换为数字信号才能分辨触摸位置、数字去抖#xff1b;打电话或者麦克风需要将模拟声信号转换为数字信号以便存…数模转换ADC的应用笔记 智能时代数字信号已体现在我们生活的方方面面A/D,D/A是重要的基础。智能手机触摸信号需要转换为数字信号才能分辨触摸位置、数字去抖打电话或者麦克风需要将模拟声信号转换为数字信号以便存储回放、语音识别移动通信到4G时代速率已经达到了300Mbps手机和基站之间的通信是模拟电磁信号同样需要高性能的ADC将其转化为数字信号才能变成各位看到的电影、微博当然没这么简单。上述三个例子是典型的三种应用场景对应ADC的不同指标。其中速度采样率和精度bit位是选取ADC的基础指标。各种监测可能需要实时性不高能转换就行了大部分医疗电子可能要求精度高动态高能分辨大信号下隐藏的小信号同时速度较快对于移动通信您可能要求速度快同时信号好那对速度和精度就都有要求了速度可能几百Msps精度可能12、14位更高大上的针对卫星通讯、软件无线电SDR带宽可达数GHz同时灵敏度要求更高这种ADC就是核心科技了只有为数不多的几家美国厂商掌握。 关键词ADC SDR 抗混叠滤波器无线通讯 高精度采样 本文主要介绍ADC的模拟前端匹配技术并分享笔者的几个设计作业随着认识的不断深入也会不断更新。关于ADC的互连、中频方案选择等在系列文档中细说。 ADC的前端匹配其实是抗混叠滤波器anti-aliasing filter的设计问题为什么叫抗混叠滤波器那得从ADC的采样原理说起。ADC的采样遵循Nyquist定理假设被采样信号的最高频率为Fh则要使在数字域能完全恢复该信号的最小采样频率为2*Fh另外还有一个Nyquist带通采样原理也称为欠采样。即对于带通信号而言如TDD-LTE的2575MHz—2615MHz通带50M需要最小的采样频率为2*BW(50M) 100Msps。 Fig 1 Nyquist采样混叠原理 在Fig1中fa为被采样信号I为其采样后的镜像fs为采样频率。0.5fs为一个nyqusit区。Fig1中上图表示选择信号中频在1st Nyquist区那么这个信号会在其他高阶Nyquist区有镜像信号下图表示选择感兴趣的信号在2nd Nyquist区采样后会镜像到1st Nyquist区和其他高阶Nyquist区。同理在ADC采样时非感兴趣Nyquist区的噪声信号都会镜像到1st Nyquist区而1st Nyquist区正式数字域中频处理需要信号。为了抑制噪声需要在ADC前端加入低通1st或者带通(upper)滤波器该滤波器也称为抗混叠滤波器。 ADC的硬件系统一般都是数模混合系统板级噪声较复杂采用差分模拟输入能有效提高共模噪声抑制比。对几十MHz以下的模拟信号一般是直接采样如医疗中的超声、生物阻抗测量等。这种模拟信号需要将单端转为差分采用运放可以方便的转换同时保证ADC需要的偏置电压如fig2。但要注意运放的直流匹配、共模偏置电压、压摆率、CMRR、频率等参数这部分有专门的应用笔记可以参考。转为差分信号后再设计需要的匹配滤波器与ADC对接下面会讲到。对于采用1st Nyquist Zone的使用场景还可以用放大器本身来完成低通滤波。比较典型的有源滤波器是sallen-key结构。 Fig2利用运放实现单端转差分 无线通信的频率较高经常使用变频器解调器AGC匹配滤波ADC的架构。存在变频器如果采用非零中频设计必然在射频有镜频抑制要求。为了降低镜频抑制滤波器的设计难度结合混频杂散分析一般采用较高的中频多在5fs/4或者更高。在这种场景下匹配滤波器为带通滤波器设计复杂度要高的多。下变频器直接为差分中频输出ADC也是差分输入滤波器需要考虑的是阻抗匹配。变频器如AD5801的输出阻抗为200ohm如果采用41的transformer输出阻抗为50ohm。当然也可以直接采用1:1的transformer输出阻抗为200ohm。如果采用中频放大器可根据放大器的直流负载特性选择合适的负载阻抗如fig3所示源阻抗为70ohm。ADC的输入阻抗一般较大如AD9248的输入阻抗为7kohm输入电容7pFAD9230的输入阻抗4.3kohm4pF。如此大的输入阻抗对滤波器来说是极难匹配的一般在ADC的输入并联电阻到地使得总输入电阻为几百ohm作为匹配滤波器的负载电阻。 Fig3抗混叠滤波器阻抗匹配示意图 根据输入阻抗、负载阻抗、ADC的采样率、其他NyquistZone的抑制要求即可确定滤波器的详细参数。本人习惯采用射频设计软件ADS来仿真滤波器最好采用murata的电容模型采用coilcraft的绕线电感模型。如果想一步仿真成功上板免调试将PCB布板模型等寄生参数带入ADS进行仿真比较精确但实现过程比较复杂。考虑到电容等器件的精度电容值不能太小电感值也不要太大。还有一个问题设计滤波器的负载阻抗是采用纯电阻模型没有考虑ADC的输入电容可以将滤波器仿真出来的最后一个并联电容C1减去ADC的输入电容作为最后的电容值。考虑到对共模干扰的抑制可以将C1改为两个到地电容其值为2(C1-Cadc)。 在ADC输入还需要考虑到模拟信号的共模电平VcomVpp。为了达到ADC的最大SNR输入信号尽量能达到满功率高峰均比需要回退有的ADC提供片内偏置有的ADC需要外部偏置。Vpp影响ADC的动态范围注意前端放大器的压摆率与Vpp匹配并留一定余量。 参考资料Analog Devices application note cn-0238转载于:https://www.cnblogs.com/liuzhenbo/p/8029245.html
