高速DAC被廣泛應用在無線通信,有線通信和電子測試儀器中。現在的高速DAC產品已遠遠不是僅僅擁有一個完成數模轉換核心了,包含了原來越來越多的數字信號處理部分。本文簡要討論高速DAC中數字信號處理相關內容。
高速DAC中最常見的一個數字信號處理單元是內插。首先我們討論下內插及對應濾波器的效果。
這里我們以一款較老的DAC產品AD9772A為例。在框圖中可以看出存在x2內插和補零。對于兩倍內插有兩種類型:低通內插和高通內插。下圖為低通2倍內插原理和效果圖。
由上圖可以看到低通2倍內插為同向插值,原fDATA-fFUND處的鏡像得到了很好的抑制,但在2*fDATA處會產生新的鏡像。但該鏡像離有用信號很遠很容易使用濾波器來處理。
上圖對應的是高通2倍插值的原理和效果圖。高通2倍插值為異相插值。使得基波信號被抑制,保留鏡像信號。該結果很適合使用在IF發射上。使得能在接口速率很低的情況下是信號經過DAC后被搬移到一個IF上。
接下來我們再看看補零(ZeroStuffing)的效果。
現在通信系統中信號帶寬越來越寬,考慮到DAC本身的SINC滾降會使得信號帶寬內的平坦度降低。這時候就可以采用補零的方式來增強平坦度,但這樣也必然會使得對鏡像的抑制能力變弱。
隨著技術的發展,高速DAC中支持的內插倍數越來越高,同時增加了更多的調制和濾波功能。如下圖所示的AD9779A的框圖。
現代通信中越來越多地采用IQ信號,采用IQ的優勢大致來說有兩點,一個是可以獲得更寬的信號帶寬,另一個是具有更好的鏡像抑制能力。從圖中可以看到AD9779A支持最高8倍內插,并且增加了復數調制使得信號頻點可以以1/8FDAC的步進移動。同時為了獲得更好的帶內平坦度增加了SINC-1濾波器以補償DAC本身頻響的滾降。
上圖分別為8倍內插低通濾波器和內插與調制共同作用的頻響圖。采用調試后人們對IF的位置用了更多的自由度。但依然不是帶內的任意位置,為了獲得更大的IF位置自由度,后來又增加了NCO。如下圖所示的四通道高速產品AD9154。
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原文標題:高速DAC之數字信號處理
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