信号链基础知识-高速数模转换.doc

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1、信号链基础知识:高速数模转换　　TI的DAC34H84是一款4通道、16位、1250Msps的DAC。这样做的原因是，它是一种典型的高速数模转换器，拥有隔离输入和DAC时钟域的输入FIFO、插值数字模块、精细频率分辨率数字正交调制、模拟正交调制器校正以及sin(x)/x校正(请参见图1)。本文将逐一介绍这些特性的功能和作用。　　第一个数字模块是插值模块，它负责增加DAC内部数字信号的采样速率。一般而言，利用两倍采样速率增加步骤，来实现插值。利用在输入采样点之间插入零来完成这项工作，其在fIF和FIN–fIF产生两个信号。通过一个数字低通滤波器

2、后，去掉了位于FIN–fIF的第二个信号，只在fIF留有信号。使用插值的原因与大多数高速DAC使用的零阶保持输出结构有关。利用零阶保持，DAC根据时钟周期初期的数字采样对输出振幅进行相应的设置，然后保持住，直到时钟周期和下一个输出采样末端为止。这样便产生一种“上楼梯式”的输出，其频率响应如方程式1表示：　　　　图1DAC34H84功能结构图　　　　其中，fIF为模拟输出频率，而fs为采样速率。这种响应具有低通效果(请参见图2)，其f=fs/2时的损耗为~3.5dB，并在fs倍数时为零。尽管DAC输出在N*fs+/-fIF时会有信号图像，但较高

3、奈奎斯特(Nyquist)区域的图像振幅远低于fIF处的信号，从而有更低的信噪比(SNR)，并可能出现明显的振幅下降。这便将大多数应用限制在fs/2以下的输出信号频率。另外，fIF处的信号和fs–fIF图像之间的间隔，随着fIF接近fs/2而减小，从而让DAC输出端的模拟滤波器(作用是去除fs–fIF多余图像)难以建立，最终将大多数应用的fIF限制在fs/3以下。　　　　图2无插值模块的DAC输出频谱　　利用DAC插值模块增加DAC内部采样速率，只需让DAC的数字接口速率fIN足够高，以允许信号带宽传输，并且只需增加少量的额外带宽便可以拥有插

4、值滤波器过渡频带(实信号时fin>2.5*BW，复信号时fin>1.25*BW)。利用插值增加采样速率，可以让信号轻松地位于fs/2以下。　　增加采样速率的另一个好处是，让数字混频能够将输出IF增加至更高频率。例如，使用2X插值，输出频率便可高于fin/2，而如果不使用插值就不可能获得这一结果(请参见图3)。一般而言，复输入信号使用复混频器，目的是避免混频过程中产生图像。混频输出可以为实IF信号，也可以是复IF信号，在模拟IQ调制器DAC之后有效。　　　　图32X插值的DAC输出频谱　　将复DAC输出用于模拟正交调制器(AQM)，突出表明了高

5、速DAC共有的另一个有用的数字特性—正交调制器校正模块。该模块负责对模拟正交调制器的增益、相位和偏移失衡进行校正，从而改善AQM边带抑制度和LO馈通性。　　最后，位于数字信号链末端的是数字FIR滤波器，它负责对首个奈奎斯特区域的Sin(x)/x高低频规律性衰减进行补偿。在DAC34H84实施中，该滤波器可以提供高达0.4*fDAC的补偿，且误差低于0.03dB。　　正如本文所述，如DAC34H84等高速DAC拥有大量的数字特性。这些特性，通过降低数据速率和改善输出信号特性，让系统实施变得简单和容易。