Ian Beavers

帶GSPS模數轉換器（ADC）為高速采集系統提供了許多性能優勢。這些ADC提供寬頻譜的可視性。然而，雖然某些應用需要寬帶前端，但其他應用也需要能夠濾波和調諧到較窄的頻段。

當需要窄帶時，ADC采樣、處理和燃燒功率以傳輸寬帶頻譜效率低下。在后續處理中，無需消耗許多FPGA收發器來抽取和濾波寬帶數據。高性能GSPS ADC在ADC內實現數字下變頻（DDC）。通過減少JESD204B ADC輸出通道的數量，最大限度地降低了數據速率和系統布局的復雜性。

抽取是一種僅觀察ADC樣本的周期性部分而忽略其余部分的方法。結果是降低了ADC的采樣速率。例如，“四分進制”模式表示（總樣本數）/4，而所有其他樣本實際上都被丟棄。

ADC還必須包含一個數控振蕩器（NCO），以及一個用作抽取功能的配套濾波器和混頻器組件。數字濾波可有效消除由抽取比設置的窄定義帶寬中的帶外噪聲。作為本地振蕩器向NCO發送的數字調諧字提供采樣速率的小數分頻器，其放置精度與分辨率位數相差。調諧字具有將濾波器光譜放置在任何需要的地方的范圍和分辨率。

濾波器的通帶應與抽取后轉換器的有效頻譜寬度相匹配。使用DDC的一個明顯優勢是能夠定位基波信號的諧波，使其落在目標頻帶之外。

DDC的數字濾波可濾除較小帶寬之外的噪聲。理想ADC的SNR計算必須考慮濾波噪聲的處理增益。使用完美的數字濾波器，帶寬每降低一次冪，濾波噪聲引起的處理增益將增加3 dB：

理想信噪比（帶處理增益）= 6.02 × N + 1.76 dB + 10log10（fs/（2 × BW））

圖1.使用低通濾波器和NCO進行頻率轉換可實現帶通濾波器。頻率規劃可確保不需要的諧波和雜散掉出帶外。

審核編輯：郭婷