|
中頻采樣廣泛應用于軟件無線電、數字中頻接收機、基站系統等通信領域。高性能的中頻采樣系統往往要求具備高信噪比、靈活可變的采樣頻率，支持高速高精度采樣。根據以上要求。這里設計并實現了一種高性能中頻采樣系統。 1 系統總體設計 圖1為中頻采樣系統總體設計框圖。由圖1可知，該系統主要由驅動電路、A／D轉換電路、時鐘電路3部分組成。 
信號A／D轉換前往往需要進行以下處理：1)放大或衰減，使輸入信號的電平與A／D轉換器的所需電平相吻合；2)直流補償或電平轉換，通過補償提高或降低直流電平使之符合A／D轉換器的工作電平；3)濾波。濾除信號雜波使頻帶寬度符合A／D轉換器的要求。采用運算放大器設計的驅動電路可以很好的完成上述處理。 使用運算放大器作A／D轉換器的接口還可作為緩存。大部分的A／D轉換器并不能獲得與輸入電壓范圍相符合的輸入信號，只有極少的情況下是相符的，這時需要在輸入信號與A／D轉換器之間加入一個緩存運放，這樣可以解決以下問題：1)阻抗匹配，信號源往往并不是該系統設計所需的低阻抗，A／D轉換器的輸入將影響信號源。通常運算放大器緩存具有高輸入阻抗，因此它不會對信號源產生影響。另外其低輸出阻抗有益于A／D轉換器的驅動；2)減小容性負載的影響。大多數的A／D轉換器除在輸入端具有電阻特性外，還具有電容效應。因此需要額外的補償電路．通常用電阻或電容。運算放大器的低輸出阻抗特性使其解決上述問題；3)將單端信號轉換為差分信號，許多A／D轉換器使用差分輸入，而大多數信號是單端的。運算放大器可以完成這一轉換。 1．2 A／D轉換電路 A／D轉換器的性能指標主要分為靜態參數和動態參數2種。靜態參數是指A／D轉換電路在低頻或直流下的性能參數，而動態參數則是指中頻或射頻信號輸入時的性能參數。對于中頻采樣系統來說，由于輸入信號頻率較高，其動態特性對反映電路的性能具有更大意義。重要的動態特性指標包括：信噪比RSN、無雜散動態范圍SFDR、有效比特位ENOB、積分非線性INL、微分非線性DNL等。 一個高性能的中頻采樣系統對噪聲性能的要求很高，A／D轉換器的噪聲來源通常有：A／D轉換器失真和量化噪聲，A／D轉換器等價輸入噪聲，內部抽樣保持電路的孔徑抖動，不良的接地和退耦設計，外部驅動放大器的噪聲，不良的布局和信號走線設計，采樣時鐘噪聲，外部電源噪聲。針對以上噪聲來源，該系統設計采用以下方法，力求減小噪聲的引入：所有芯片的電源部分都采用鉭電解電容與大面積，低阻抗的地層相退耦，用于去除低頻噪聲；使用鐵氧體磁珠去除電源的高頻噪聲；模擬地與數字地分離。A／D轉換電路如圖2所示。
[url=]點擊看原圖[/url] 1．3 時鐘電路 中頻采樣系統的時鐘抖動會對系統性能產生很大影響，并且隨著輸入信號頻率的增加，這種影響越來越明顯。設輸入信號V=Asin(ωt+ψ)，采樣時鐘抖動為dt，信號能量為Es，噪聲能量為En，則有：
2 系統硬件設計 2．1 A／D轉換電路設計 采用AD9445作為A／D轉換電路的核心器件．該器件是一款適用于中頻采樣的14位，單片集成A／D轉換器。它采用3．3 V和5．0 V雙電源供電，支持差分信號的時鐘輸入，支持CMOS、LVDS 2種數據輸出格式。其重要引腳功能如下：DCS MODE：時鐘占空周期穩定器控制引腳，該引腳為低電平時可以起到穩定時鐘周期占空比的作用。
|
