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根据模数转换器AD9444和AD9510芯片完成四通道时刻穿插采样系统规划

基于模数转换器AD9444和AD9510芯片实现四通道时间交叉采样系统设计-数字、软件无线电和微电子技术的高速发展,极大的促进了模数转换电路设计的发展。模数转换器件经历了从低性能到高性能的发展过程,并产生了多种结构类型的转换器件。在对高速高性能的模数转换系统的需求不断增加的情况下,时间交叉采样法是最佳的选择。伴随着低价、高速、可配置的数字硬件平台(DSP、FPGA、CPLD和ASIC等)的出现,新的数字处理技术的发展已经为时间交叉采样法的ADC系统性能的突破开辟了道路。数字后处理方法比起传统的模拟匹配技术有很多优点,实现起来比较灵活,并且可以被设计成所期望得到的精度。

运用AD9444的并选用AFB技能的四通道时刻穿插采样ADC体系在进步分辨率的一同,也进步了体系的采样速率。

数字、软件无线电和微电子技能的高速开展,极大的促进了模数转化电路规划的开展。模数转化器件阅历了从低功用到高功用的开展过程,并发生了多种结构类型的转化器材。在对高速高功用的模数转化体系的需求不断添加的情况下,时刻穿插采样法是最佳的挑选。伴随着贱价、高速、可装备的数字硬件渠道(DSPFPGACPLDASIC等)的呈现,新的数字处理技能的开展现已为时刻穿插采样法的ADC体系功用的打破拓荒了路途。数字后处理办法比起传统的模仿匹配技能有许多长处,完结起来比较灵敏,而且能够被规划成所希望得到的精度。

AD9444的功用和特性

根据模数转化器AD9444和AD9510芯片完结四通道时刻穿插采样体系规划

图1:AD9444的内部结构框图

图1是14位模数转化器(ADC)AD9444的内部结构框图。AD9444的采样速率为80MSPS,高SFDR扩展了无线基站接收机的动态规模,进步了服务质量并下降了本钱。AD9444拥有片上基准电压和盯梢坚持电路,输出时钟使数据的输出简略化,而且当信号超越所挑选的信号规模时输出提示。AD9444的LVDS输出可衔接AD6636多通道宽带数字下变频器,特别适合于TigerSHARC处理器。此外,当AD9444和AD9510时钟分配器一同运用时,AD9444便能够获得一个优秀的时钟源。

AD9444具有如下特性。

● 100dB的双通道无杂波失真动态规模:69.3~70.3MHz;

● 70MHz输入时,信噪比为73.1dB,无杂波动态失真规模为97dBc;

● 差分非线性=±0.4LSB,积分非线性=±0.6LSB;

● 功耗为1.2W;

● 3.3V和5V的供电电压

● 2.0Vp-p满量程差分输入

原理及体系组成

1. 时刻穿插采样法

图2:四通道时刻穿插采样体系数据流图

多路输出的时刻穿插法模数转化是一个比较老练的概念,这种办法不只节约空间,而且能成倍进步现有的高功用ADC的采样速率,适合于需要高采样率的模数转化体系。时刻穿插采样ADC体系选用的运转理念是:m路ADC中每一片ADC的采样频率是整个体系采样频率的1/m。每一路通道锁定在一个相位上,使体系作为一个全体在持平的时刻距离增量上采样,每片ADC在全速采样下得到衔接无缺的图画。图2给出了典型的四通道的时刻穿插采样ADC体系的数据流图。终究输出的数据流是由体系中的每一通道的输出数据依照恰当的次序穿插输出发生的。

2. AFB法

图3:AFB法根本模块框图

图3是AFB(Advanced Filter Bank)法的根本模块框图。通过运用特别的多频FIR滤波器结构,AFB法能够通过一个简略的数字硬件渠道完结,例如FPGA或CPLD。通过运用AFB法,时刻穿插采样的ADC体系占用奈奎斯特频带的90%,并能够在任何一个转化器的奈奎斯特频带中进行设定。通过运用AFB的特别的FIR结构和系数核算程序,就能够完结宽带宽匹配。

3. 体系组成

图4:根据AD9444的时刻穿插采样体系

本体系是某雷达的数字收集部分,由4片AD9444、1片FPGA、1片TS101和1片AD9510(时钟分配)组成。体系的框图如图4所示,30MHz的中频信号输入通过ADC后进行数字滤波和正交解调,然后送入DSP内进行处理。数字带通滤波、正交解调、数字低通滤波和抽取都在FPGA内完结。因为对各通道对应的相位精确度要求比较高,本体系选用了专用的时钟分配芯片AD9510来下降操作中的差错。AD9510带有一个片上PLL核,具有多路输出的时钟分配功用和低颤动、低相位噪声的长处,能够大大进步转化功用。体系中的增益匹配、失调匹配和相位匹配直接影响着整个体系的功用,而分辨率的凹凸又对这三种匹配有影响。

在FPGA内选用AFB法来处理接收到的数据,以到达所希望的信号输出。AFB ADC结构克服了时刻穿插采样结构对转化器之间的失配极为灵敏的缺陷以及开关电容结构的速度和噪声方面的约束,一同减小了由增益和相位失配引起的差错。“Advanced Filter Bank”所指的滤波器组既包含数字滤波器,也包含模仿滤波器,不同于只包含数字滤波器的一般滤波器组。AFB ADC选用模仿分化滤波器,将输入分化成m通道的模仿输入信号,体系的抱负采样率为每一个转化器通道的m倍,分辨率与每一个通道的分辨率相同。

4. 体系规划注意事项

一般模数转化电路作业在混合信号(模仿和数字)的环境中,数字电路相对于模仿电路而言是一种噪声源,所以高速模数转化电路的供电及接地规划对其作业特性有较大的影响。转化电路中的高速ADC是一个混合器材,即在器材内部一同有数字电路和模仿电路两部分。为了防止数字信号耦合到模仿电路中去,数字地和模仿地一般要分隔,只在一点会集。别的,模仿转化电路单电源供电规划的好坏对转化功用也有很大的影响。同接地相同,应将电路中的模仿部分和数字部分的电源线(最好是电源平面)分隔,将数据转化器的数字电源按模仿电源处理。必要情况下应将模仿电源引脚与数字电源引脚用跨接电感的方法阻隔。别的,在各个电源的引脚邻近应别离接去耦电容,一般是0.01μF,假如空间答应的话,每个器材都应加接一个10μF的电容。

责任编辑:gt

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