Ki sa ki nan Up Avèk Digital Downconverters-Pati 2

Nan premye pati atik sa a, What's Up with Digital Downconverters — Pati 1, nou te gade nan endistri a pouse pou echantiyon pi wo frekans nan pi wo frekans RF bann ak ki jan dijital downconverters (DDCs) ka pèmèt sa a kalite achitekti radyo. Plizyè aspè teknik yo te diskite ki gen rapò ak DDC ki abite nan fanmi AD9680 pwodwi yo. Youn nan aspè sa yo se ke pi gwo bandwidth echantiyon opinyon pèmèt pou achitekti radyo ki ka dirèkteman echantiyon nan pi wo frekans RF ak konvèti siyal yo opinyon dirèkteman nan baz. DDC a pèmèt yon ADC echantiyon RF nimerik siyal sa yo san depans pou yon gwo kantite debi done. Akor ak filtraj dezimasyon ki abite nan DDC a ka itilize pou melodi gwoup la antre ak filtre frekans endezirab. Nan tranch sa a nou pral pran yon gade pi pre nan filtraj la desimasyon epi aplike li nan egzanp lan ki te diskite nan Pati 1. Anplis de sa, nou pral gade nan Virtual Eval, ki enkòpore motè ADIsimADC nan yon nouvo zouti simulation lojisyèl. Yo pral itilize Virtual Eval pou montre kouman rezilta simulation la matche ak done yo mezire nan egzanp lan. Nan Pati 1 nou te gade yon egzanp kote nou te itilize NCO a ak filtraj dezimasyon nan DDC a pou wè efè plisman frekans ak tradiksyon nan DDC a. Koulye a, nou pral pran yon gade pi pre nan filtraj dezimasyon an ak ki jan alyas ADC enfliyanse repons efikas nan filtraj dezimasyon an. Yon fwa ankò nou pral gade AD9680 a kòm yon egzanp. Repons filtre dezimasyon yo nòmalize pou repons lan ka wè ak konprann epi yo ka aplike nan chak klas vitès. Repons yo filtre dezimasyon tou senpleman echèl ak pousantaj echantiyon an. Nan trase repons filtre yo enkli isit la, pèt ensèsyon espesifik vs. yo pa bay frekans egzakteman men yo montre figirativman pou ilistre repons apwoksimatif filtè a. Egzanp sa yo gen entansyon bay yon konpreyansyon wo nivo nan repons filtè dezimasyon yo nan lòd yo konprann apeprè kote bann filtre a pase ak gwoup sispann abite. Sonje byen, AD9680 la gen kat DDC ki konpoze de yon NCO, jiska kat kaskad mwatye-bann (HB) filtè (ki pral refere tou kòm filtè desimasyon), yon si ou vle 6 dB blòk genyen, ak yon konplèks si ou vle konvèsyon reyèl blòk jan ilistre nan Figi 1. Kòm nou te diskite nan Pati 1, siyal la premye pase nan NCO a, ki chanje ton yo antre nan frekans, Lè sa a, pase nan dezimasyon an, opsyonèlman nan blòk la genyen, ak opsyonèlman nan konplèks la konvèsyon reyèl. Figi 1. DDC siyal pwosesis blòk nan AD9680 la. Nou pral kòmanse pa gade filtè deziman DDC yo lè blòk konvèsyon konplèks la aktive nan AD9680 la. Sa vle di DDC a pral configuré pou aksepte yon opinyon reyèl epi yo gen yon pwodiksyon reyèl. Nan AD9680 a, konplèks la konvèsyon reyèl otomatikman chanjman frekans yo antre nan frekans pa yon kantite ki egal a fS/4. Figi 2 montre repons ba-pass filtè HB1 la. Sa a se repons HB1 ki montre repons domèn reyèl ak konplèks. Yo nan lòd yo konprann operasyon an reyèl nan filtè a, li enpòtan premye wè repons nan filtre debaz nan domèn yo reyèl ak konplèks pou ke repons lan ba-pas ka wè. Filtè HB1 a gen yon bann pas 38.5% nan zòn Nyquist reyèl la. Li gen tou yon bann stop ki se 38.5% nan zòn Nyquist reyèl la ak gwoup tranzisyon an ki fè rès 23%. Menm jan an tou nan domèn konplèks la, gwoup la pase ak gwoup la sispann chak fè moute 38.5% (77% total) nan zòn nan konplèks Nyquist ak gwoup la tranzisyon ki fè rès 23%. Kòm Figi 2 montre, filtè a se yon imaj glas ant domèn reyèl ak domèn konplèks. Figi 2. HB1 repons filtre-repons domèn reyèl ak konplèks. Koulye a, nou ka obsève sa k ap pase lè nou mete DDC a nan mòd reyèl lè nou pèmèt konplèks la nan blòk konvèsyon reyèl. Pèmèt konplèks la nan konvèsyon reyèl rezilta nan yon chanjman nan fS/4 nan domèn nan frekans. Sa a se ilistre nan Figi 3, ki montre chanjman nan frekans ak repons lan filtè ki kapab lakòz. Remake liy solid yo ak liy pwenti repons filtè yo. Liy solid la ak zòn lonbraj endike sa a se repons filtè nouvo apre chanjman frekans fS/4 (repons filtre ki kapab lakòz pa ka travèse fwontyè Nyquist). Liy pwentiye yo bay pou ilistrasyon pou montre repons filtre ki ta egziste si se pa pou kouri nan fwontyè Nyquist la. Figi 3. Repons filtre HB1-vrè mòd DDC (konplèks pou konvèsyon reyèl pèmèt). Remake lajè filtè HB1 a rete san okenn chanjman ant Figi 2 ak 3. Diferans ki genyen ant de la se chanjman nan frekans fS/4 ak frekans nan sant rezilta nan premye zòn Nyquist la. Avi, sepandan, ke nan Figi 2 nou gen 38.5% nan Nyquist pou pòsyon reyèl nan siyal la ak 38.5% nan Nyquist pou pòsyon nan konplèks nan siyal la. Nan Figi 3, ak blòk konvèsyon konplèks la aktive, gen 77% nan Nyquist pou siyal reyèl la ak domèn konplèks la te abandone. Repons filtre a rete san okenn chanjman apa de chanjman frekans fS/4 la. Epitou, remake kòm yon pwodwi nan konvèsyon sa a ke to a desiman kounye a egal a youn. Pousantaj echantiyon efikas la toujou fS men olye pou yo tout zòn Nyquist la gen sèlman 77% nan Pleasant ki disponib nan zòn Nyquist la. Sa vle di ke ak filtè HB1 a ak konplèks nan blòk konvèsyon reyèl pèmèt pousantaj la desiman egal youn (gade fèy done AD9680 la pou plis enfòmasyon). Apre sa, nou pral gade repons filtre diferan pousantaj dezimasyon (ki vle di, pèmèt plizyè filtè demi-band) ak kijan alyas frekans antre ADC yo afekte repons efikas filtre dezimasyon yo. Repons frekans aktyèl HB1 bay pa liy solid ble a nan Figi 4. Liy tirè a reprezante repons alyas efikas HB1 akòz efè alyas ADC a. Akòz lefèt ke frekans antre nan 2yèm, 3yèm, 4yèm, elatriye. Nyquist zòn alyas nan 1ye zòn Nyquist nan ADC a, repons filtè HB1 a efektivman alyas nan zòn Nyquist sa yo. Pou egzanp, yon siyal ki abite nan 3fS/4 pral alyas nan premye zòn Nyquist nan fS/4. Li enpòtan pou w konprann repons filtè HB1 a abite sèlman nan premye zòn Nyquist la e se alyas ADC ki lakòz repons efikas filtè HB1 a parèt alyas nan lòt zòn Nyquist yo. Figi 4. HB1 repons efikas filtre akòz alyas ADC. Koulye a, ann gade nan ka a kote nou pèmèt HB1 + HB2. Sa a lakòz yon rapò desiman de. Yon fwa ankò, repons frekans aktyèl filtè HB1 + HB2 yo bay pa liy ble solid la. Frekans nan sant nan gwoup la pas filtre se toujou fS / 4. Pèmèt tou de HB1 + HB2 filtè rezilta nan yon Pleasant ki disponib nan 38.5% nan zòn nan Nyquist. Yon fwa ankò, remake efè alyas ADC a ak enpak li sou konbinezon filtè HB1 + HB2 yo. Yon siyal ki parèt nan 7fS/8 pral alias nan premye zòn Nyquist nan fS/8. Menm jan an tou, yon siyal nan 5fS/8 pral alias nan premye zòn Nyquist nan 3fS/8. Egzanp sa yo ak blòk konvèsyon konplèks ak reyèl pèmèt yo ka fasilman pwolonje soti nan HB1 + HB2 pou genyen youn oswa toude filtè HB3 ak HB4. Remake byen ke filtè HB1 a pa ka bypassable lè DDC a aktive pandan y ap aktive filtè HB2, HB3, ak HB4. Figi 5. HB1 + HB2 repons efikas filtre akòz alyas ADC (pousantaj dezimasyon = 2). Kounye a ke operasyon an mòd reyèl ak filtè yo dezimasyon pèmèt yo te diskite, mòd nan konplèks nan operasyon ak DDC a ka kounye a dwe egzamine. AD9680 a ap kontinye itilize kòm yon egzanp. Menm jan ak operasyon mòd reyèl DDC a, yo pral prezante repons filtè dezimasyon nòmalize yo. Yon lòt fwa ankò, egzanp filtre repons nan simityè enkli isit la pa montre pèt la ensèsyon espesifik vs. frekans, men olye yo senbolikman montre repons apwoksimatif filtè a. Sa a se fè pou bay yon konpreyansyon wo nivo sou ki jan repons yo filtre yo afekte pa alyas ADC a. Avèk DDC a nan mòd konplèks li se configuré pou gen yon pwodiksyon konplèks ki gen ladann domèn frekans reyèl ak konplèks souvan refere yo kòm I ak Q. Sonje nan Figi 2 ke filtè HB1 a gen yon repons ba-pase ak yon gwoup pas de 38.5% nan zòn Nyquist reyèl la. Li gen tou yon bann stop ki se 38.5% nan zòn Nyquist reyèl la ak gwoup tranzisyon an ki fè rès 23%. Menm jan an tou, nan domèn konplèks la, bann pas yo ak bann arè yo fè chak 38.5% (77% total) nan zòn Nyquist konplèks la, ak bann tranzisyon ki fè 23% ki rete yo. Lè w ap opere DDC a nan mòd pwodiksyon konplèks ak filtè HB1 pèmèt, rapò a dezimasyon egal a de ak pousantaj echantiyon pwodiksyon an se mwatye nan revèy echantiyon opinyon an. Pwolonje trase ki soti nan Figi 2 pou montre efè alyas ADC a nou gen sa ki montre nan Figi 6. Liy ble solid la reprezante repons filtre aktyèl la pandan y ap liy pwentiye ble a reprezante repons alyas efikas filtè a akòz efè alyas ADC a. Yon siyal opinyon nan 7fS / 8 pral alyas nan premye zòn nan Nyquist nan fS / 8, mete l 'nan gwoup la pas nan filtre a HB1. Imaj la konplèks nan menm siyal sa a abite nan –7fS/8 epi li pral alyas nan domèn nan konplèks nan –fS/8, mete li nan gwoup la pas nan filtè HB1 nan domèn nan konplèks. Figi 6. HB1 repons efikas filtre akòz alyasing ADC (pousantaj dezimasyon = 2) — konplèks. Deplase sou, nou pral gade nan ka a kote HB1 + HB2 yo aktive, ki montre nan Figi 7. Sa a lakòz yon rapò desiman kat pou chak pwodiksyon I ak Q. Yon fwa ankò, repons frekans aktyèl filtè HB1 + HB2 yo bay pa liy ble solid la. Pèmèt tou de filtè HB1 + HB2 rezilta yo nan yon Pleasant ki disponib nan 38.5% nan zòn nan Nyquist desime nan chak nan domèn reyèl ak konplèks (38.5% nan fS / 4, kote fS se revèy la echantiyon opinyon). Remake efè alyas ADC a ak enpak li sou konbinezon filtè HB1 + HB2 yo. Yon siyal ki parèt nan 15fS/16 pral alias nan premye zòn Nyquist nan fS/16. Siyal sa a gen yon imaj konplèks nan –15fS / 16 nan domèn nan konplèks epi yo pral alyas nan zòn nan premye Nyquist nan domèn nan konplèks nan –fS / 16. Yon fwa ankò egzanp sa yo ka pwolonje nan ka yo kote HB3 ak HB4 yo aktive. Sa yo pa montre nan atik sa a men yo ka ekstrè fasil selon repons HB1 + HB2 yo montre nan Figi 7. Figi 7. HB1 + HB2 repons efikas filtre akòz alyas ADC (pousantaj dezimasyon = 4) — konplèks. Kèk kesyon ki vin nan tèt ou lè w ap gade tout repons filtre deziman sa yo ka se: "Poukisa nou dezime?" ak "Ki avantaj li ofri?" Aplikasyon diferan gen kondisyon diferan ki ka benefisye de deziman done pwodiksyon ADC yo. Youn nan motivasyon yo se jwenn rapò siyal-a-bri (SNR) sou yon gwoup etwat frekans ki abite nan yon bann frekans RF. Yon lòt rezon se mwens Pleasant pou trete, sa ki lakòz pi ba pousantaj liy pwodiksyon atravè koòdone JESD204B la. Sa a ka pèmèt itilize yon FPGA pi ba pri. Lè l sèvi avèk tout kat filtè desimasyon, DDC a ka reyalize benefis pwosesis ak amelyore SNR a jiska 10 dB. Nan Tablo 1 nou ka wè bandwidth ki disponib, rapò dezimasyon, pousantaj echantiyon pwodiksyon, ak amelyorasyon ideyal SNR yo ofri nan seleksyon diferan filtre dezimasyon lè opere DDC a nan mòd reyèl ak konplèks. Table 1. Karakteristik DDC Filter pou AD9680 Desimasyon Seleksyon Filtre Konplèks Sòti Imobilye Sòti Alyas Pwoteje Bandwidth Ideyal SNR Amelyorasyon Decimasyon Pwopòsyon Sòti echantiyon To Decimation Pwopòsyon Sòti Egzanp To HB1 2 0.5 × fS 1 fS 0.385 × fS 1 HB1 + HB2 4 0.25 × fS 2 0.5 × fS 0.1925 × fS 4 HB1 + HB2 + HB3 8 0.125 × fS 4 0.25 × fS 0.09625 × fS 7 HB1 + HB2 + HB3 + HB4 16 0.0625 × fS 8 0.125 × fS 0.048125 × fS 10 Diskisyon sa a sou operasyon DDC a bay yon bon insight nan tou de mòd yo reyèl ak konplèks nan operasyon nan filtè yo desimasyon nan AD9680 la. Gen plizyè avantaj ki ofri lè w itilize filtraj dezimasyon an. DDC a ka opere nan mòd reyèl oswa konplèks epi pèmèt itilizatè a sèvi ak diferan topoloji reseptè depann sou bezwen yo nan aplikasyon an patikilye. Sa a kapab kounye a mete ansanm ak sa ki te diskite nan Pati 1 epi ede yo gade nan yon egzanp reyèl ak AD9680 la. Egzanp sa a pral mete done mezire ansanm ak done fo soti nan Virtual Eval ™ pou ke rezilta yo ka konpare. Nan egzanp sa a yo pral itilize menm kondisyon ke yo te itilize nan Pati 1 an. Pousantaj echantiyon opinyon an se 491.52 MSPS ak frekans opinyon an se 150.1 MHz. Frekans NCO a se 155 MHz epi to desiman an fikse sou kat (akòz rezolisyon NCO a, frekans NCO aktyèl la se 154.94 MHz). Sa a rezilta nan yon echantiyon pousantaj pwodiksyon de 122.88 MSPS. Depi DDC a ap fè konplèks melanje domèn frekans konplèks la enkli nan analiz la. Remake byen ke repons yo filtre desimasyon yo te ajoute epi yo montre nan koulè wouj violèt nwa nan Figi 8. Figi 8. Siyal yo pandan y ap pase nan blòk pwosesis siyal DDC—filtraj deziman yo montre. Spectre Apre Chanjman NCO a: Frekans fondamantal la chanje soti nan +150.1 MHz desann nan -4.94 MHz. Imaj la nan chanjman fondamantal yo soti nan -150.1 MHz ak vlope alantou + 186.48 MHz. 2yèm Harmony la chanje soti nan 191.32 MHz desann nan 36.38 MHz. 3yèm Harmony la chanje soti nan +41.22 MHz desann nan -113.72 MHz. Spectre Apre Dezime pa 2: Frekans fondamantal la rete nan -4.94 MHz. Imaj la nan fondamantal la tradwi desann nan -59.28 MHz epi li se atenye pa filtè a deziman HB2. 2yèm Harmony la rete nan 36.38 MHz. Se Harmony nan 3rd atenye pa filtre a desimasyon HB2. Spectre Apre Dezime pa 4: Fondamantal la rete nan -4.94 MHz. Imaj la nan fondamantal la rete nan –59.28 megaèrts ak se atenye pa filtre a desimasyon HB1. 2yèm Harmony la rete nan -36.38 MHz epi li atenye pa filtè deziman HB1 la. Se 3yèm Harmony la filtre ak nòmalman elimine pa filtè a deziman HB1. Mezi aktyèl la sou AD9680-500 la montre nan Figi 9. Frekans fondamantal la se nan -4.94 MHz. Imaj la nan fondamantal la abite nan -59.28 MHz ak yon anplitid nan -67.112 dBFS, ki vle di ke imaj la te atenye pa apeprè 66 dB. 2yèm Harmony la rete nan 36.38 MHz e li te atténué pa apeprè 10 dB a 15 dB. Harmony 3yèm lan te filtre ase ke li pa monte pi wo pase etaj bri nan mezi a. Figi 9. FFT pwodiksyon konplèks nan siyal apre DDC ak NCO = 155 megaèrts ak desime pa 4. Koulye a, ka itilize Virtual Eval pou wè ki jan rezilta simulation yo konpare ak rezilta yo mezire. Pou kòmanse, louvri zouti ki soti nan sit entènèt la epi chwazi yon ADC pou simulation (gade Figi 10). Zouti Virtual Eval la sou sit entènèt Analog Devices nan Virtual Eval. Modèl AD9680 ki abite nan Virtual Eval enkòpore yon nouvo karakteristik k ap devlope ki pèmèt itilizatè a simulation diferan nivo vitès ADC yo. Karakteristik sa a se kle nan egzanp lan depi egzanp lan itilize AD9680-500 la. Yon fwa Virtual Eval chaje, premye èd memwa a se chwazi yon kategori pwodwi ak yon pwodwi. Remake ke Virtual Eval pa sèlman kouvri ADC gwo vitès, men tou gen kategori pwodwi pou ADC presizyon, DAC gwo vitès, ak konvètisè entegre / objektif espesyal. Figi 10. Kategori pwodwi ak seleksyon pwodwi nan Virtual Eval. Chwazi AD9680 nan seleksyon pwodwi a. Sa a pral louvri moute paj prensipal la pou simulation nan AD9680 la. Modèl Virtual Eval la pou AD9680 a gen ladan tou yon dyagram blòk ki bay detay sou konfigirasyon entèn nan karakteristik analòg ak dijital ADC. Dyagram blòk sa a se menm jan ak sa ki bay nan fèy done pou AD9680 la. Soti nan paj sa a, chwazi klas vitès ou vle a nan meni ki sou bò gòch paj la. Pou egzanp la isit la, chwazi 500 MHz vitès klas la jan yo montre nan Figi 11. Figi 11. AD9680 vitès klas seleksyon ak dyagram blòk nan Virtual Eval. Apre sa, kondisyon yo dwe mete yo nan lòd yo fè simulation FFT la (gade Figi 12). Sonje kondisyon tès yo pou egzanp lan gen ladan yon pousantaj revèy 491.52 MHz ak yon frekans opinyon 150 MHz. DDC la pèmèt ak frekans NCO mete a 155 MHz, opinyon ADC a tabli nan Imobilye, konplèks pou konvèsyon reyèl (C2R) enfim, pousantaj decimasyon DDC la mete a Kat, ak benefis 6 dB nan DDC a Pèmèt. Sa vle di DDC a mete kanpe pou yon siyal antre reyèl ak yon siyal pwodiksyon konplèks ak yon rapò dezimasyon nan kat. Gen 6 dB nan DDC a pèmèt yo nan lòd yo konpanse pou pèt la 6 dB akòz pwosesis la melanje nan DDC a. Virtual Eval pral montre sèlman rezilta bri oswa distòsyon nan yon moman, kidonk de simityè yo enkli kote youn montre rezilta bri yo (Figi 12) ak lòt la montre rezilta yo distòsyon (Figi 13). Figi 12. AD9680 FFT simulation nan Virtual Eval — rezilta bri. Figi 13. AD9680 FFT simulation nan rezilta Evalyasyon Virtual-deformation. Gen anpil paramèt pèfòmans ke yo endike nan Virtual Eval. Zouti a bay kote yo Harmony kòm byen ke kote nan imaj la fondamantal, ki ka trè sou la men lè planifikasyon frekans. Sa ka ede fè planifikasyon frekans yon ti jan pi fasil pa pèmèt itilizatè a wè si imaj la fondamantal oswa nenpòt ton Harmony parèt nan spectre pwodiksyon an vle. Simulation nan Virtual Eval bay yon valè SNR de 71.953 dBFS ak yon SFDR de 69.165 dBc. Konsidere pou yon moman, sepandan, ke imaj fondamantal la pa ta tipikman nan spectre pwodiksyon an epi si nou retire ki SPUR, Lè sa a, SFDR a se 89.978 dB (ki se 88.978 dBc lè refere yo bay pouvwa a -1 dBFS opinyon). Figi 14. AD9680 rezilta mezi FFT. Similatè Virtual Eval la pa gen ladan imaj fondamantal la lè li kalkile SNR la. Asire ou ke ou ajiste anviwònman yo nan VisualAnalog ™ pou inyore imaj fondamantal nan mezi pou reyalize SNR ki kòrèk la. Lide a se plan frekans kote imaj la fondamantal se pa nan gwoup la vle. Rezilta a mezire pou SNR a se 71.602 dBFS, ki se byen pre rezilta simulation de 71.953 dBFS nan Virtual Eval. Menm jan an tou, SFDR mezire a se 91.831 dBc, ki trè pre rezilta simulation de 88.978 dBc. Virtual Eval fè yon travay enkwayab nan avèk presizyon predi konpòtman an nan pyès ki nan konpitè. Konpòtman aparèy ka prevwa nan konfò nan yon chèz bèl ak yon bon tas kafe oswa te cho. Patikilyèman nan ka yon ADC ak DDC tankou AD9680, Virtual Eval se kapab simulation pèfòmans ADC ki gen ladan imaj ak Harmony ase byen ke itilizatè a ka planifye frekans epi kenbe siyal sa yo endezirab soti nan band kote sa posib. Kòm agrégation konpayi asirans ak echantiyon dirèk RF kontinye ogmante nan popilarite, li te gen yon zouti nan bwat la zouti tankou Virtual Eval se byen sou la men. Kapasite pou prevwa avèk presizyon pèfòmans ADC ak plan frekans ede konsèpteur sistèm yo byen planifye frekans yon konsepsyon nan aplikasyon tankou sistèm kominikasyon kòm byen ke sistèm rada militè/ayewospasyal ak anpil lòt kalite aplikasyon. Mwen ta ankouraje w pou w pran avantaj de karakteristik pwosesis siyal dijital yo nan dènye jenerasyon ADC ki soti nan Aparèy Analog.

Kite yon mesaj 

mesaj Lis