10.6 频率和采样率规划：了解高速 ADC 中的采样，奈奎斯特区，谐波和杂散性能

大家好，欢迎观看本 TI 高精度实验室， 其中介绍高速 ADC系统的频率规划。 在本视频中，我们将讨论频率规划的 概念和好处。 我们还将查看一些可用于 帮助完成规划过程的简单工具。 首先，什么是频率规划？ 首先，我们需要将理想的 ADC 信号捕获 情形与现实中的情形进行比较。 该图显示了 ADC捕获的 F1 的 理想信号频谱。 接下来的这张图显示了所需的 信号以及该信号的多个谐波。 任何实际的数据转换器都会具有一些谐波失真。 如果谐波或其他失真积重叠，那么 所需的信号系统性能可能会降低。 那么，尽管实际的转换器具有一些 限制，我们如何优化接收系统的 性能呢？ 信号和谐波的相对位置是 ADC 的输入频率和 采样率的函数。 如果更改至更高的采样率，则可以移动 频谱中杂散的相对位置，从而 提高系统性能。 谐波是会遇到的最常见的杂散。 交错式 ADC 可能会显示子 ADC 之间 偏移增益和时序的微小不匹配导致的 杂散。 该表列出了因子为二和四的交错式 ADC 的 预期杂散。 TI 提供了一款基于电子表格的工具， 有助于轻松地使相关信号以及 常见谐波和交错杂散的 位置可视化。 那么，我们具有哪些可 用于完成频率规划的变量呢？ TI 提供的频率规划电子表格 在左上角提供了以下用户输入字段。 以兆样本/秒为单位的 ADC 采样率。 ADC 交错因子 --当前支持因子 一、二或四。 以兆赫兹为单位的信号中心频率和以兆赫兹 为单位的带宽。 再输入这些参数之后， 会显示第一个奈奎斯特区域的可视化表示。 x 轴显示频率，而 y 轴显示 基波交错音调以及二次和 五次谐波。 重叠字段中显示了最重要的 重叠音调。 了解了初始重叠之后， 用户可以更新 ADC采样率或输入信号 参数，以确定可消除或最大程度地降低重叠的 最佳组合。 在本示例中，我们具有一个以 4,000 兆个 样本/秒的采样率进行采样的 ADC。 该 ADC 使用四个交错式子 ADC。 输入信号以 5,000兆赫兹为中心， 带宽为 300 兆赫兹。 在该采样率下，基波与 HD3、HD5 和交错音调之一之间存在重叠。 如果这些杂散的预期水平足够高， 从而影响系统性能， 那么可以更改采样率以防止重叠。 如果将采样率更改为5,500 兆个样本/秒，那么 输入信号不会与任何 谐波或交错音调重叠。 这展示了学习频率规划和 调节采样率以提高系统性能的 强大功能。 本 TI 高精度实验室视频到此结束。 谢谢观看。85