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以前的文章有讲过(链接见文末[1])有讲到,ADC的工作过程,可以看成采样和量化两个步骤。
而我们在设计过程中的一些操作,已经ADC的SNR指标,是与这两个步骤的原理密切相关的。
(1) 采样和抗混叠滤波器的关系
为了简单起见,还是假设采样是理想采样,采样过程如下图所示。
看看黄色区域和蓝色区域的频谱,你会发现,蓝色区域的频谱是黄色区域的频谱在N*fs上复制的结果。
上面的图,是基于fmax 但是如果fmax>fs/2呢?你就会发现这样子的结果,如下图右所示,采样后的频谱,在-fs/2~fs/2处,有的地方,与复制后的频谱混叠了,就是绿色部分打斜线的地方。 或者说,在其他频率处,有干扰信号,比如说,正好出现在fs-fmax~fs+fmax处,如下图所示,这个时候,干扰信号频谱搬移后,正好落入有用信号带内。这个和接收机中的镜像干扰很类似。 因此,在进行ADC设计的时候,抗混叠滤波器是不能少的,我们需要借助于抗混叠滤波器,把输入至ADC的信号的带宽控制在一定的范围内,防止发生上面所表现出来的混叠现象。 (2) 采样与频率规划 由于采样定理自身固有的产生混叠的可能性,在对ADC采样率进行选择的时候,也需要进行频率规划。 这个和超外差接收机的中频频率规划也类似,超外差接收机频率规划的核心,是防止大的干扰信号与混频器产生的高阶杂散落入中频带内,影响本来就很小的中频信号。 ADC的频率规划,是防止大的干扰信号产生的谐波的混叠分量落入有用信号带内,影响本来就很小的有用信号。 这个TI和ADI的网站上,都有提供相应的频率规划方法。 (3) 量化与ADC的SNR 在对前端链路的增益进行估算的时候,是基于ADC的SNR指标。具体计算方法的链接见文末[2]。 而ADC的SNR指标,则与采样后的量化操作有关。 我们熟悉的ADC的理想SNR的估算公式,SNR(dB)=6.02*N+1.76,即是基于量化产生的误差计算得到的,具体推导如下图所示[3]。 参考文献: [1] 如果这样看ADC,可能就能理解ADC了 [2] 为啥要给ADC按个噪声系数的指标呢? [3] ADI,FUNDAMENTALS OF SAMPLED DATA SYSTEMS 完结接收机课程吆喝处哈(已在平台上购买的同学,加我微信,领课件资料哈!) 想了解接收机的底层理论知识,可以选择这门课; 想了解ADS的系统仿真,可以选择这门课; 想了解SystemVue的系统仿真,可以选择这门课。 每个分指标的计算后面,都跟着一个仿真验证。所有指标都分配完了以后,还会有一个整体链路的仿真。 整体链路仿真,还分单音时候的验证+调制信号的验证;ADS仿完,再用SystemVue走一遍。 这些仿真步骤,该采用什么模板,各个参数该怎么设置,该用什么等价标准来判断,都是我花了很长时间探索,才联通起来的。 我觉得大概率是全网独一份,因为这些都是我结合软件自带的help文件和模板,再结合项目,一点一点探索出来的,有很多自己的想法在里面。 想报名的同学,可以海报底部扫码哈! ☜左右滑动查看更多 Slide for more photos