圖1. 頻率規(guī)劃示例。
許多現(xiàn)代ADC同時支持所有三種架構。例如,AD9680是一款具備可編程數(shù)字下變頻功能的雙通道1.25 GSPS ADC。此類雙通道ADC支持雙通道外差架構和直接采樣架構,一對轉換器合作則可支持直接變頻架構。
采用分立實施方案時,直接變頻架構的鏡像抑制挑戰(zhàn)可能相當難以克服。通過提高集成度并結合數(shù)字輔助處理,I/Q通道可以很好地匹配,從而大幅改善鏡像抑制。最近發(fā)布的AD9371的接收部分是一個直接變頻接收機,如圖2所示,注意它與圖1c的相似性。

圖2. AD9371的接收部分:單片直接變頻接收機。
雜散噪聲
任何采用頻率轉換的設計都需要作出很大努力來使不需要的帶內(nèi)折頻最小化。這是頻率規(guī)劃最微妙的地方,涉及到可用元件與實際濾波器設計的平衡。某些雜散折疊問題在此略作說明,如需詳細解釋,請設計人員參閱參考文獻。
圖3顯示了ADC輸入頻率和前兩個諧波的折疊與輸入頻率(相對于奈奎斯特頻段)的關系。當通道帶寬遠小于奈奎斯特帶寬時,接收機設計人員的目標是選擇適當?shù)墓ぷ鼽c以將折疊的諧波置于通道帶寬之外。

圖3. ADC折頻。
接收機下變頻混頻器會增加復雜性。任何混頻器都會在器件內(nèi)引起諧波。這些諧波全都混在一起,產(chǎn)生其他頻率。圖4顯示了這種影響。
圖4. 下變頻混頻器雜散。
圖3和圖4僅顯示了截止三階的雜散。實踐中還有其他更高階的雜散,設計人員需要處理由此而來的無雜散動態(tài)范圍問題。對于較窄的小數(shù)帶寬,細致精當?shù)念l率規(guī)劃可以克服混頻器雜散問題。隨著帶寬增加,混頻器雜散問題成為重大障礙。由于ADC采樣頻率提高,有時候使用直接采樣架構來降低雜散會更切合實際。
接收機噪聲
接收機設計的很多工作是花在最小化噪聲系數(shù) (NF) 上面。噪聲系數(shù)衡量信噪比的降低程度。
器件或子系統(tǒng)噪聲系數(shù)的影響是使輸出噪聲功率高于熱噪聲水平,即被噪聲系數(shù)放大。
級聯(lián)噪聲系數(shù)計算如下:
ADC之前的接收機增益的選擇以及所需ADC SNR的確定,是接收機總噪聲系數(shù)與瞬時動態(tài)范圍平衡的結果。圖5為要考慮的參數(shù)的示意圖。為了便于說明,接收機噪聲折算到ADC前端抗混疊濾波器之前,即被濾波之后的噪聲。ADC噪聲顯示為平坦的白噪聲,目標信號顯示為–1 dBFS的連續(xù)波 (CW) 信號音。
