高性能中频采样系统:设计、实现与性能提升
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更新于2024-08-30
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"本文介绍了一种高性能的中频采样系统设计,旨在提升系统性能,降低噪声,并增强采样频率的灵活性。该系统采用AD9518-4作为可配置的采样时钟源,能根据需求提供多种频率输出。同时,系统利用AD8352运算放大器作为A/D转换器的前端驱动,将单端中频信号转换为差分信号并进行放大和滤波,与AD9445 A/D转换器结合,实现14位低电压差分输出。实验证明,此系统在40MHz中频输入时,信噪比达到77.4dBFS,且支持采样时钟的可编程配置,性能优于传统方案。"
在通信系统中,中频采样是关键步骤,常见于软件无线电、数字中频接收机和基站系统。系统设计分为驱动电路、A/D转换电路和时钟电路三个主要部分。
驱动电路的作用是预处理信号,以适应A/D转换器的需求。AD转换前,信号通常需要放大或衰减以匹配A/D转换器的输入范围。运算放大器如AD8352常被用作A/D转换器的前端驱动,提供阻抗匹配、减小容性负载影响以及将单端信号转换为差分信号的功能。运算放大器的高输入阻抗不会影响信号源,低输出阻抗则有助于驱动A/D转换器。
A/D转换电路是系统的核心,其性能直接影响到系统的整体表现。A/D转换器的性能指标包括静态参数(如直流精度)和动态参数(如信噪比、无杂散动态范围、有效比特位、积分非线性和微分非线性)。对于中频采样系统,动态参数尤为重要,因为它们反映了在高频信号输入时电路的性能。例如,信噪比(RSN)衡量信号与噪声的比例,无杂散动态范围(SFDR)描述了系统在无杂散信号下的动态范围,有效比特位(ENOB)表示实际可用的数字精度,积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)则反映了转换器的线性度。
在本设计中,采用了AD9445 A/D转换器,通过与优化的驱动电路配合,实现了在40MHz中频输入下77.4dBFS的信噪比,这显著提高了系统的噪声性能。此外,利用AD9518-4实现的可编程采样时钟配置,使得系统能够灵活适应各种不同的采样频率需求,增强了系统的适用性和灵活性。
这种高性能中频采样系统通过精心设计的驱动电路和A/D转换电路,以及可配置的采样时钟,显著提升了系统在中频采样领域的性能,降低了噪声,增加了频率选择性,并提供了更好的动态范围和线性度,对于提高通信设备的接收质量和效率具有重要意义。
2021-04-25 上传
2021-01-20 上传
2020-10-22 上传
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