AD9230在中頻數(shù)字接收機中的應用
摘要:中頻數(shù)字接收機對ADC有很高的要求,ADC的精度和轉換速率必須足夠高,以實現(xiàn)對中頻信號的采樣。AD9230是1 2位精度、最高速率達250 MSPS的ADC芯片,可為一般中頻處理系統(tǒng)提供足夠的動態(tài)性能。對AD9230的主要原理功能進行了描述,對關鍵管腳進行了介紹,最后給出了基于AD9230的數(shù)字中頻接收機工程應用實例,為基于AD9230的中頻數(shù)字接收機設計提供了參考依據(jù)。
關鍵詞:AD9230;ADC;數(shù)字接收機;高速采樣
0 引言
中頻采樣電路中采用正交通道,由于I,Q分量在數(shù)字域而不是在模擬域中被分開,從而避免了模擬域中由于I/Q通道不匹配所引起的誤差。在數(shù)字域中,正交分量的幅度和相位一致性很高,可以獲得比模擬處理更高的性能。隨著數(shù)字信號處理技術的不斷發(fā)展和芯片處理速度的不斷提高,采用數(shù)字中頻技術的方案越來越成熟。
ADC是模擬和數(shù)字信號處理的橋梁,在很大程度上決定了數(shù)字中頻處理系統(tǒng)的整體性能。AD9230是模擬公司的高速率12位ADc芯片,采用AD9230可給系統(tǒng)提供高質量的采樣精度和速率。本文介紹AD9230的主要功能和應用。
1 AD9230功能介紹
AD9230是高性能低功耗的模擬數(shù)字轉換器,其采樣率最高可達250 MSPS,適合在寬帶處理系統(tǒng)中應用。它在片內集成了跟蹤保持(T/H)和基準電壓,工作時只需1.8 V電源和一個差分驅動時鐘。AD9230的數(shù)字輸出為LVDS(ANSI-644)兼容電平,支持補碼或偏移二進制碼輸出。其工作溫度范圍為工業(yè)級(-40~+85 ℃)。AD9230原理功能框圖如圖1所示。
AD9230采用LFCSP封裝,其管腳排列如圖2所示。
從圖2可看出,基于高速應用場合的要求,AD9230的模擬輸入VIN、數(shù)字時鐘輸入CLK、數(shù)據(jù)輸出D0~D11、數(shù)據(jù)同步時鐘DCO都采用差分方式。CSB,SCLK,SDIO三條串行接口引腳用于訪問AD9230內部工作寄存器,可瀆取工作狀態(tài)或寫入控制指令。其余主要管腳功能:AVDD和AGND分別為模擬電源和模擬地;DRVDD和DRGND分別為數(shù)字電源和數(shù)字地;RESET為復位腳;PWDN為待機控制;CML為共模電壓輸出。
高速采樣對工作時鐘要求很高,時鐘抖動引起信噪比下降。AD9230需要差分輸入時鐘以保證性能,單端時鐘可通過變壓器耦合進行轉換。高速ADC一般使用時鐘兩個沿產(chǎn)生內部定時信號,因此ADC對時鐘占空比很敏感,通常允許5%誤差。AD9230包含一個占空比穩(wěn)定器(DCS)可產(chǎn)生50%占空比的內部時鐘信號,這樣寬范圍的時鐘占空因數(shù)不影響AD9230的性能。
2 AD9230在中頻數(shù)字接收機中的應用
采用中頻帶通采樣的中頻數(shù)字接收機原理框圖如圖3所示,中頻數(shù)字接收機系統(tǒng)的主要技術指標如下:中頻頻率為140 MHz;信號帶寬為8 MHz;調制方式為QPSK。
AD9230的采樣頻率和NCO的系統(tǒng)工作時鐘都取為160 MHz。140 MHz中頻信號被160 MHz采樣可得到數(shù)字域的20 MHz中頻信號,NCO輸出20 MHz正交本振與其進行數(shù)字域的正交混頻,數(shù)字低通濾波器濾除混頻產(chǎn)生的40 MHz倍頻項可得到基帶的I,Q信號。
3 結論
中頻數(shù)字接收機采用數(shù)字處理避免了模擬處理I,Q通道幅度和相位不一致所引起的誤差,也避免了模擬電路的直流偏移效應,具有更好的性能。數(shù)字化處理部分可由軟件來完成,通過改變程序就可改變功能,更加靈活。鑒于這些優(yōu)點,中頻數(shù)字接收機得到了越來越多的重視。
ADC是中頻數(shù)字接收機中的重要器件,文中介紹了高速AD9230的原理框圖和主要管腳功能,給出了一個工程應用實例,為基于AD9230的中頻數(shù)字接收機設計提供了參考依據(jù)。