AD9230在中頻數字接收機中的應用

摘要：中頻數字接收機對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提供足夠的動態性能。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的數字中頻接收機工程應用實例，為基于AD9230的中頻數字接收機設計提供了參考依據。
關鍵詞：AD9230；ADC；數字接收機；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。隨著數字信號處理技術的不斷發展和芯片處理速度的不斷提高，采用數字中頻技術的方案越來越成熟。
ADC是模擬和數字信號處理的橋梁，在很大程度上決定了數字中頻處理系統的整體性能。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字轉換器，其采樣率最高可達250 MSPS，適合在寬帶處理系統中應用。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、數字時鐘輸入CLK、數據輸出D0～D11、數據同步時鐘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分別為數字電源和數字地；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包含一個占空比穩定器(DCS)可產生50％占空比的內部時鐘信號，這樣寬范圍的時鐘占空因數不影響AD9230的性能。

2 AD9230在中頻數字接收機中的應用
采用中頻帶通采樣的中頻數字接收機原理框圖如圖3所示，中頻數字接收機系統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的系統工作時鐘都取為160 MHz。140 MHz中頻信號被160 MHz采樣可得到數字域的20 MHz中頻信號，NCO輸出20 MHz正交本振與其進行數字域的正交混頻，數字低通濾波器濾除混頻產生的40 MHz倍頻項可得到基帶的I，Q信號。

3 結論
中頻數字接收機采用數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。鑒于這些優點，中頻數字接收機得到了越來越多的重視。
ADC是中頻數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的中頻數字接收機設計提供了參考依據。