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ADC不可忽略的交調失真因素

作者: 時間:2013-10-31 來源:網絡 收藏
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  二階和三階交調截點的概念對無效,因為,在這種情況下,失真積的變化不可預測(作為信號幅度的函數)。并不是逐漸開始壓縮接近滿量程的信號 (不存在1dB壓縮點);一旦信號超過輸入范圍,ADC就會充當硬限幅器,從而因削波而突然產生數量極大的失真。另一方面,對于遠遠低于滿量程的信號,失真底保持相對穩(wěn)定,不受信號電平影響,如圖3所示。

  ADC不可忽略的交調失真因素

  圖3中的IMD曲線分為三個區(qū)域。對于低電平輸入信號,IMD積保持相對穩(wěn)定,不受信號電平的影響。這就意味著,當輸入信號增加1dB時,該信號與IMD電平的比值也會增加1dB.

  當輸入信號處于ADC滿量程范圍的幾dB之內時,IMD可能開始增加(但在設計優(yōu)良的ADC中可能不會如此)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的確切電平取決于具體的 ADC--有些ADC在其滿量程輸入范圍內,其IMD積不會顯著增大,但多數ADC會。當輸入信號繼續(xù)增加并超過滿量程范圍時,ADC應充當理想的限幅器,IMD積將變得非常大。出于對此類原因的考慮,ADC并無二階和三階IMD交調截點額定值。需要注意的是,DAC實際上存在同樣的情況。在兩種情況下,單音或多音SFDR(無雜散動態(tài)范圍)額定值是廣受認可的數據轉換器失真性能的衡量指標。

  多音無雜散動態(tài)范圍

  通信應用通常需要測量雙音和多音SFDR.信號音數量越多,越接近蜂窩電話系統(tǒng)(如AMPS或GSM)的寬帶頻譜。圖4所示為AD944414位80-MSPSADC的雙音交調性能。兩個輸入音的頻率分別為69.3MHz和70.3MHz,位于第二奈奎斯特區(qū)。

  兩個輸入音的頻率分別為69.3MHz和70.3MHz,位于第二奈奎斯特區(qū)。

  因此,混疊音出現(xiàn)在9.7MHz和10.7MHz,位于第一奈奎斯特區(qū)。圖4同時顯示了所有混疊IMD積的位置。高SFDR會增強接收器在有大信號時捕獲小信號的能力,并防止小信號被大信號的交調積掩蓋。圖5所示為AD9444雙音SFDR(為輸入信號幅度的函數),其中,兩個音的輸入頻率相同。

  圖5所示為AD9444雙音SFDR(為輸入信號幅度的函數),其中,兩個音的輸入頻率相同。

  總結

  (IMD2、IMD3)和交調截點(IP2、IP3)是混頻器、LNA、增益模塊、放大器等射頻元件的常用規(guī)格參數。通過冪級數展開來模擬這些器件的非線性度,可以基于交調截點IP2和IP3來預測各種信號幅度的失真電平。與放大器和混頻器不同,ADC失真(尤其是低電平信號)并不適用簡單的冪級數展開模型,因此,交調截點IP2和IP3無法用于預測失真性能。另外,當輸入信號超過滿量程范圍時,ADC將充當理想的限幅器,而放大器和混頻器一般充當軟限幅器。

  盡管存在這些差異,但在通信應用中,了解ADC的雙音IMD性能至關重要。較好的數據手冊會針對多種輸入信號頻率和幅度提供這種數據。除此以外,ADIsimADCTM程序可用于評估各種ADC在系統(tǒng)應用要求的具體頻率和幅度下的性能。ADIsimADC程序充當虛擬評估板的作用,可以從 ADI網站下載,同時還可下載針對IF采樣ADC的最新模型。該程序基于FFT引擎,可以精確地計算出單音和雙音輸入信號的SNR、SFDR和IMD值。

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關鍵詞: ADC 交調失真

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