破解神秘雜散之謎： 別責怪DDC！

　　最近在評估貴公司一款集成數字下變頻器(DDC)功能的高速ADC的輸出頻譜時，一些人發現了一些“奇怪”的現象。 針對這一現象，什么樣的回答才能解釋為什么存在一種神秘的雜散呢?

　　DDC包括一個抽取濾波器，它可以消除傳統的輸入抗混疊濾波要求，同時又以數字方式濾出目標基帶信號，要處理的凈有效數據量會更少。 如果在測試一個頻率規劃，想看看不在DDC通帶和過渡帶之內的輸入頻率是否真的被衰減100 dB以上(參見下圖)。 在使能抽取濾波器的情況下對ADC輸出數據運行FFT，并在得到的輸出頻譜中發現一個僅降低90 dB的雜散，而不是預期的降低100 dB以上。 如果移除輸入信號，雜散也消失。 至于它來自哪里。 阻帶范圍內的信號如何能在通帶中引起雜散?

　　人們在開始考慮ADC的片上DSP選項時，有時候會很容易忽視模數轉換器的行為。 雖然上圖準確描述了抽取濾波器在基帶奈奎斯特區內的響應，但它并未說明在其他奈奎斯特區轉換器中會發生什么。 此時，濾波器的響應會混疊到所有更高階奈奎斯特區中。 下圖顯示了前五個奈奎斯特區中的響應。 另外要注意到該神秘雜散，它是帶外輸入信號音的混疊二次諧波。

　　由于在測試設置中沒有模擬輸入抗混疊濾波器。 神秘雜散的根源正在于此——數字濾波器無法消除模擬側的頻譜成分。 這個例子很好地說明了雖然較高采樣速率轉換器可以降低模擬輸入濾波要求，但您仍然不能忽視采樣系統的混疊法則。 高采樣速率和DDC可以處理fS/4和fS/2之間的阻塞信號，前端無需強大的模擬濾波器;使用較弱的濾波器則會消除3fS/4及以上的雜散。

　　參考文獻

　　技術文章： Ian Beavers， “認識寬帶GSPS ADC中的無雜散動態范圍”。 Analog Devices，2014年。

　　ADI公司EngineerZone®技術論壇上的系列博客： 寬帶GSPS ADC中的DDC研究—第1部分;寬帶GSPS ADC中的DDC研究—第2部分;寬帶GSPS ADC中的DDC研究—第3部分;寬帶GSPS ADC中的DDC研究—第4部分;寬帶GSPS ADC中的DDC研究—第5部分;寬帶GSPS ADC中的DDC研究—第6部分;寬帶GSPS ADC中的DDC研究—第7部分

　　作者簡介

　　David Buchanan [david.buchanan@analog.com]于1987年獲得美國弗吉尼亞大學電氣工程學士學位。他先后在STMicroelectronics、Adaptec和Analog Devices從事市場營銷和應用工程工作，熟悉各種高性能模擬半導體產品。 他目前是ADI公司高速轉換器產品線(美國北卡羅來納州格林斯博羅)的資深應用工程師。