基于量化噪声谱分析的ADC无杂散动态范围

针对模拟数字变换器(ADC)无杂散动态范围(Spurious free dynamic range,SFDR)性能评估受测量方法和测试参数限制,导致测量偏差较大的问题,分别从量化和采样两个角度出发,在对ADC的量化噪声谱分析的基础上,通过数学推导给出了理想的ADC在不同量化比特条件下的无杂散动态范围的理论上界。同时分析阐明了SFDR性能和输入信噪比之间的关系;并进一步分析了在不同采样频率条件下,ADC输出信号离散谱的特点及其对无杂散动态范围性能的影响,并结合傅里叶分析测试法验证了推导结果的正确性。

模数转换系统无杂散动态范围的测量技巧

SFDR是评估ADC模数转换系统的重要指标,往往决定了数据采集和信号处理系统的整体性能,但在实际工程中很难得到准确的测量结果。其原因有对概念的理解问题、测试条件问题、算法问题以及测试技巧问题。总结了多年工程实践的经验,从多个方面分析了影响SFDR准确测量的因素,提出了解决的办法和技巧。根据提示,基本可以测量出满意的ADC模数转换系统的SFDR指标。

数模转换器无杂散动态范围的改善

文章阐述了无杂散动态范围及其利用直接数字频率合成技术改善无杂散动态范围的理论基础,并探讨了利用直接数字频率合成技术改善数模转换器的无杂散动态范围的方法。

一种12位84 dB无杂散动态范围的高精度低功耗SAR ADC

由于穿戴设备的能量限制对ADC的功耗提出了更高的要求,所以在本设计的12位高精度低功耗SAR ADC中DAC部分采用VCM-Based电容开关时序来降低功耗;比较器部分通过在低精度模式和高精度模式间切换的方法来减少功耗,同时合理设计脉宽,降低工作时间,进一步降低功耗;SAR逻辑部分的时钟信号由比较器输出控制,减少不必要的功耗浪费,同时实现较高的无杂散动态范围。设计基于CSMC 0.18μm CMOS工艺,在1.8 V电源电压和10 k Sps的采样频率下,得到ADC的性能参数为:无杂散动态范围(SFDR)83.97 d B,信噪失真比(SNDR)71.92 d B,有效位数(ENOB)11.65 bit,总功耗868 n W,品质因数(FOM)28.6 f J/Conv,芯片面积472μm×199μm。

13位高无杂散动态范围的SAR ADC

基于标准0.18μm CMOS工艺,设计了一款采样率为500 kSa/s的13位逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)芯片。该转换器内集成了多路复用器、比较器、SAR逻辑电路和数模转换器(DAC)电容阵列等模块,实现了数字位的串行输出。使用7+6分段式电容阵列及下极板采样和电荷重分配原理,有效降低了ADC整体电容值及功耗。使用两级预放大的比较器和电荷存储技术降低了失调误差,比较器精度为0.3 mV。在2.5 V电源电压和500 kSa/s的采样率下,后仿真结果表明,ADC的无杂散动态范围为97.14 dB,信噪比为78.78 dB,有效位数为12.78 bit。

微波光子链路无杂散动态范围概述

本文介绍了微波光子学应用前景和微波光子链路研究现状,研究限制微波光子链路动态范围的首要因素三阶交调失真,以及提高链路动态范围的现有技术,并且提出了未来微波光链路设计中需要解决的问题。

一种提高无杂散动态范围的多通道信号接收方法

当大功率信号进入接收机后,将迫使模数转换器工作在非线性区,并导致接收信号中含有大量非线性杂散。为了抑制杂散并提高接收机对小信号的侦测能力,提出了一种具有无杂散高动态范围(Spurious-free Dynamic Range,SFDR)的信号接收方法。首先通过两路不同的通道同时接收信号,然后利用信号之间的频率差异识别杂散,最后在频域上通过频点替换方案抑制杂散。仿真与实验结果表明,当输入为双30 kHz窄带大信号时,该方案能使SFDR提升15 dB。

压缩感知宽带接收机设计及无杂散动态范围分析

为了分析压缩感知宽带接收机的性能损失,明确其适用范围,设计了一种基于调制宽带转换器(MWC)结构的压缩感知宽带接收机,并针对该接收机的无杂散动态范围进行仿真分析和实验测量。仿真分析和实测结果表明,字典基之间非正交性将会导致接收机无杂散动态范围的严重损失,在1/2压缩采样率的条件下,接收机无杂散动态范围仅能达到7 d B左右,这将严重限制压缩感知宽带接收机在高动态范围要求环境下的应用。

浅谈动态范围对杂散发射测试的影响

随着无线电新技术、新业务的广泛应用，无线电台站数量不断增长，电磁环境日益复杂，无线电干扰日益增多。对无线电管理机构而言，要有效维护空中电波秩序，一方面必须加大无线电监测的力度，及时消除各种无线电干扰；另一方面，必须对各类无线电发射设备严格实施检测，确保其符合国家规定的有关技术标准，从源头消除各类干扰现象的出现。近年来，全国已经有部分省份取得了无线电发射设备型号核准检测和质量认证等资质，检测实验室软硬件设施和技术人员队伍也日趋完善。在实际检测工作中，如何提升设备检测的准确性和检测工作的效率，这对检测人员来说是一个十分重要的课题。笔者认为，要搞好设备检测工作，检测人员必须对实验室所使用的检测设备的各项性能指标了然于胸，这样才能判断实验室的设备是否能够对送检设备进行检测；必须全面了解被测设备的技术特征和工作原理，一旦在检测中出现问题就能及时进行分析和解决；必须全面掌握有关设备检测的具体标准，全面掌握设备检测的目的、检测的条件、检测的原理和测试的方法，从而驾轻就熟地完成检测工作。

16位、2.7Gsps DAC提供80dB无杂散动态范围

加利福尼亚州米尔皮塔斯（MILPITAS,CA）-2015年5月11日-凌力尔特公司（Linear Technology Corporation）推出一款16位、2.7 Gsps数模转换器（DAC）LTC2000A,其专为高端宽带有线和无线通信及雷达应用而优化。LTC2000A提供了出色的频谱纯度,在50 MHz输出时SFDR为80d Bc,而在1 080 MHz输出时SFDR则为72 d Bc,可满足高端应用最严苛的要求。

基于相位调制的无色散大动态范围微波光子链路

为了抑制微波光子链路的三阶交调失真,提高链路的动态范围,提出了一种基于相位调制的无色散大动态范围的微波光子链路。通过对相位调制器横电模和横磁模的使用,以及将相位相差π的两路信号相加,消除三阶交调失真;另外,由于线性化后双边带信号转变为单边带信号,消除了色散的影响。仿真实验结果显示,与传统相位调制的微波光子链路相比,该方案的无杂散动态范围扩大了约19.5dB。

基于双平行马赫-曾德尔调制器的大动态范围微波光子下变频方法

为了提高微波光子下变频链路的性能,提出了基于集成双平行马赫-曾德尔调制器的微波光子下变频方法.通过理论推导和数值仿真分析了系统的增益和无杂散动态范围,实验搭建了基于双平行马赫-曾德尔调制器的下变频链路,控制直流偏置电压使双平行马赫-曾德尔调制器工作在高载波抑制的双边带调制模式,并对链路进行了性能测试.实验结果表明:该下变频链路的增益为7.43 d B,无杂散动态范围达到了110.85 d B/Hz2/3,工作频段可覆盖5—18 GHz的宽频范围.基于双平行马赫-曾德尔调制器的下变频方法可优化设计输出频谱,系统结构简单、易于实现,为微波光子下变频链路提供了有效的解决方案.

一种小型化大动态范围的接收机信道设计与测试

当两个较强信号同时被接收机接收时,为了降低其产生的三阶交调分量对接收机造成的干扰,提高接收机的无杂散动态范围,提出了一种高线性度接收机信道设计方案。通过对信道链路合理的增益分配、恰当的元器件选型,实现了输出三阶截断点(3rd-order Output Intercept Point,OIP3)为45 dBm的接收机指标。采用MCM(Multichip Module)技术实现了接收机小型化的硬件设计,并用改进的测试方法进行了测试,验证了此接收机良好的动态范围特性。

浅谈无线发射设备传导杂散测试

分析了无线电发射设备杂散的产生机理及其分类,杂散测试中的5个考虑因素,即分辨率带宽、信号传输路径衰减、仪表的非线性失真、滤波器和低噪声放大器的使用和扫描时间。

基于AD9650的高速大动态范围数据采集系统设计

在高杂波环境下工作的雷达系统要求大的瞬时动态范围,才能实现对弱目标信号的录取,迫切需要设计实现高动态范围的高速数据采集系统。研究了ADC芯片选型、时钟设计和前端电路设计对数据采集系统动态范围的影响,基于AD9650设计实现了一个16 b,65 MSPS的高速数据采集系统,用于实现对高杂波环境下雷达回波信号的采集。

宽带数字接收机动态范围扩展方法研究

宽带数字接收机的动态范围目前是制约系统能力的关键指标,本文首先分析了影响宽带数字接收机动态的四个因素,然后针对每一个因素提出了针对性的解决方案和思路。最后进行了小结。

大动态范围微波光子链路的建模与分析

对微波光链路的三阶无杂散动态范围进行了理论建模,并分析了激光器输出功率、调制器的半波电压与偏置电压对动态范围大小的影响。结果表明,较大的激光器输出功率、调制器的低偏置工作电压与适中的半波电压是获取大动态范围的有效方式。

RFSoC中ADC的SFDR优化技术研究

赛灵思(Xilinx)推出了一款集成了高性能模数/数模转换器(ADC/DAC)的单芯片射频片上系统(RFSoC),由于其具有极高的ADC性能指标和系统集成度,因而得到了广泛的应用。ADC采用时间交织(TI)采样技术,由多个子ADC进行采集组合来提高采样速率,但是由于各子ADC不可能做到工艺完全相同,因此该技术存在偏置失配、增益失配和时间失配等问题,从而造成频谱出现杂散,降低了无杂散动态范围(SFDR)指标。基于RFSoC中ADC的杂散问题,分析了ADC的校准结构,探讨了对SFDR指标进行性能优化的技术方法。大量的实验和分析结果表明,该方法有效地提高了ADC的SFDR指标,具有良好的效果。

宽带大动态射频光传输技术

宽带大动态的射频光传输链路是微波光子技术应用的基础。针对射频光传输对链路高动态范围的应用需求,分别介绍了多频点副载波复用数字预失真和多源非线性数字后补偿两种失真线性化技术的原理及其研究进展,这两种方法能较好地抑制信道间的交调失真和信道内的三阶交调失真。同时,将全光下变频技术引入到接收链路中,通过充分利用相位调制线性特性的优势,分析了基于相位调制及相干解调DSP处理的大动态光载射频传输系统,实验得到的宽带射频信号光传输系统的无杂散动态范围达到了128.8 dB.Hz2/3。

时间交替ADC系统的一种动态误差补偿方法

目前有许多方法被用于补偿或减少时间交替ADC系统各个通道失配带来的误差,但这类方法仅考虑了静态效果,没有提供一种测量时间交替ADC系统误差的有效方法,对SFDR提高非常有限,并且难以满足实时性的要求。本文采用由状态空间索引的误差表对时间交替ADC系统的输出进行校准。该方法将某一通道作为参考通道,对其它通道的误差进行测量并生成由时间交替ADC系统输出状态索引的误差表,利用该误差表对各个通道的输出进行动态校准。最后将该方法用于400 MSPS/12 bit高速数字化仪的校准,在输入幅度为1V的1MHz正弦信号时,高速数字化仪的杂散失真可降低20 dB。