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德州儀器（TI）近日推出了業界首款具備緩沖輸入的12位1GSPS ADC。TI模擬器件業務拓展工程師王勝先生向媒體特別介紹了這款ADC的優點及典型應用。 王勝介紹說，因為在1GSPS的高采樣速度下，提高精度非常困難，成本會很高。所以ADS5400是業內首款同時具備1GSPS采樣率和12bit精度的ADC。這款ADC在信噪比、無雜散動態范圍和信號造成的失真比這三個關鍵指標上都很出色。 在同類可比產品里，王勝稱TI可以提供最高的信噪比。下圖的橫軸是數字信號頻率，縱軸是SNR和SFDR。紅色曲線代表無雜散動態范圍，黑色曲線代表信噪比。可以看出，ADS5400的信噪比很平坦，無雜散動態范圍越來越低，完全合乎理論值的。通常情況下，信噪比會隨著輸入信號頻率增加而降低一些，但ADS5400基本上還是比較平坦的，只差了幾個dB。無雜散動態范圍指標在通信相關領域非常關鍵，因為這個指標決定信號動態的識別。 
與現有產品相比，ADS5400不僅將12位ADC的信號帶寬提升兩位，而且還具備其他附加功能。首先，ADS5400具備可調增益。它內部設置了一個增益可調的范圍，只要我們知道輸入信號的幅度，就可以相應調整ADC采樣功能。其次，ADS5400自身可調整失調。失調（offset）是放大器和ADC的一項最重要的指標。我們通常不關注offset，而只關注交流信號。然而，offset也會影響到ADC的性能，所以需要調整和抵消。最后，ADC還可以調整信號的相位。這三大調整功能會兼容客戶很多硬件甚至軟件的設計。 王勝介紹說，TI的很多開發套件是類似的，只不過評估板是針對不同的ADC，后端整個平臺還是一樣的。客戶只要熟悉了TI的整個平臺，大部分高速產品都可以在上面跑，可以得到性能上的認證。下圖是TSW1200平臺評估出來的ADS5400的性能指標。 下面的頻譜圖輸入信號選擇的是925MHz，這個頻率也是比較通用的載波范圍。可以看到，信噪比可以達到57個dB。有一個運算公式：信噪比減去1.76除以1.02就是它的有效位數。
ADS5400的無雜散動態范圍是73dBc。這張圖可以看出，上面是有信號的頻譜譜線，所有的諧波、失真、雜散、噪音、干擾當然是它本身帶來的。找一個最高點的話，信號和最高點之間的差就是無雜散動態范圍。我們可以達到73個dBc。 通常情況下，ADS5400的采樣率是1GSPS。這張圖下邊的橫軸輸入范圍是2GSPS，直觀理解有點和理論不相一致。實際上，輸入信號頻率要小于二分之一采樣頻率，這是第一尼奎斯特定律而已。根據第二尼奎斯特定律，帶寬的概念和輸入信號絕對頻率沒有必然的聯系，而是采集信號的帶寬。ADS5400的輸入信號絕對值可以達到2.1GSPS。 應用實例：電子智能與干擾 電子智能與干擾實際這是數據采集的一種。在采集一些未知信號的時候，有時我們不太清楚采集的信號范圍有多寬，只能盡量把所有頻段敞開去接收，然后再進行處理。一個典型方式是多通道處理。比如我們想要掃描50M到1G赫茲范圍，我們就每50M一個通道來接收數據，把所有的數據都接收過來，然后再想辦法把它整合在一起。采用多通道是因為我們受限于ADC的采樣率和精度。如果我們有1G采樣率、12bit精度的話，我們就不必設置很多通道。采用ADS5400，我們可以在大信號里采集小信號，同時識別微弱信號和大信號。電子干擾的原理和接收類似。我們可以不管對方的頻段在那里，而只以寬頻發出干擾信號的話。要做到大頻率范圍干擾，我們要么以窄帶多通道的方式去發射，要么把自己的發射機頻帶做得很寬。ADS5400同樣可以簡化設計。
ADS5400系列向中國市場銷售會受到美國政府的出口限制。TI有很正規的渠道去排除這些障礙，和客戶一起按美國政府要求的流程來進行。 |
