AD9230在中頻數(shù)字接收機(jī)中的應(yīng)用

摘要：中頻數(shù)字接收機(jī)對(duì)ADC有很高的要求，ADC的精度和轉(zhuǎn)換速率必須足夠高，以實(shí)現(xiàn)對(duì)中頻信號(hào)的采樣。AD9230是1 2位精度、最高速率達(dá)250 MSPS的ADC芯片，可為一般中頻處理系統(tǒng)提供足夠的動(dòng)態(tài)性能。對(duì)AD9230的主要原理功能進(jìn)行了描述，對(duì)關(guān)鍵管腳進(jìn)行了介紹，最后給出了基于AD9230的數(shù)字中頻接收機(jī)工程應(yīng)用實(shí)例，為基于AD9230的中頻數(shù)字接收機(jī)設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞：AD9230；ADC；數(shù)字接收機(jī)；高速采樣

0 引言
中頻采樣電路中采用正交通道，由于I，Q分量在數(shù)字域而不是在模擬域中被分開，從而避免了模擬域中由于I／Q通道不匹配所引起的誤差。在數(shù)字域中，正交分量的幅度和相位一致性很高，可以獲得比模擬處理更高的性能。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的不斷發(fā)展和芯片處理速度的不斷提高，采用數(shù)字中頻技術(shù)的方案越來(lái)越成熟。
ADC是模擬和數(shù)字信號(hào)處理的橋梁，在很大程度上決定了數(shù)字中頻處理系統(tǒng)的整體性能。AD9230是模擬公司的高速率12位ADc芯片，采用AD9230可給系統(tǒng)提供高質(zhì)量的采樣精度和速率。本文介紹AD9230的主要功能和應(yīng)用。

1 AD9230功能介紹
AD9230是高性能低功耗的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其采樣率最高可達(dá)250 MSPS，適合在寬帶處理系統(tǒng)中應(yīng)用。它在片內(nèi)集成了跟蹤保持(T／H)和基準(zhǔn)電壓，工作時(shí)只需1．8 V電源和一個(gè)差分驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘。AD9230的數(shù)字輸出為L(zhǎng)VDS(ANSI-644)兼容電平，支持補(bǔ)碼或偏移二進(jìn)制碼輸出。其工作溫度范圍為工業(yè)級(jí)(-40～+85 ℃)。AD9230原理功能框圖如圖1所示。

AD9230采用LFCSP封裝，其管腳排列如圖2所示。

從圖2可看出，基于高速應(yīng)用場(chǎng)合的要求，AD9230的模擬輸入VIN、數(shù)字時(shí)鐘輸入CLK、數(shù)據(jù)輸出D0～D11、數(shù)據(jù)同步時(shí)鐘DCO都采用差分方式。CSB，SCLK，SDIO三條串行接口引腳用于訪問(wèn)AD9230內(nèi)部工作寄存器，可瀆取工作狀態(tài)或?qū)懭肟刂浦噶?。其余主要管腳功能：AVDD和AGND分別為模擬電源和模擬地；DRVDD和DRGND分別為數(shù)字電源和數(shù)字地；RESET為復(fù)位腳；PWDN為待機(jī)控制；CML為共模電壓輸出。
高速采樣對(duì)工作時(shí)鐘要求很高，時(shí)鐘抖動(dòng)引起信噪比下降。AD9230需要差分輸入時(shí)鐘以保證性能，單端時(shí)鐘可通過(guò)變壓器耦合進(jìn)行轉(zhuǎn)換。高速ADC一般使用時(shí)鐘兩個(gè)沿產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)信號(hào)，因此ADC對(duì)時(shí)鐘占空比很敏感，通常允許5％誤差。AD9230包含一個(gè)占空比穩(wěn)定器(DCS)可產(chǎn)生50％占空比的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)，這樣寬范圍的時(shí)鐘占空因數(shù)不影響AD9230的性能。

2 AD9230在中頻數(shù)字接收機(jī)中的應(yīng)用
采用中頻帶通采樣的中頻數(shù)字接收機(jī)原理框圖如圖3所示，中頻數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)如下：中頻頻率為140 MHz；信號(hào)帶寬為8 MHz；調(diào)制方式為QPSK。

AD9230的采樣頻率和NCO的系統(tǒng)工作時(shí)鐘都取為160 MHz。140 MHz中頻信號(hào)被160 MHz采樣可得到數(shù)字域的20 MHz中頻信號(hào)，NCO輸出20 MHz正交本振與其進(jìn)行數(shù)字域的正交混頻，數(shù)字低通濾波器濾除混頻產(chǎn)生的40 MHz倍頻項(xiàng)可得到基帶的I，Q信號(hào)。

3 結(jié)論
中頻數(shù)字接收機(jī)采用數(shù)字處理避免了模擬處理I，Q通道幅度和相位不一致所引起的誤差，也避免了模擬電路的直流偏移效應(yīng)，具有更好的性能。數(shù)字化處理部分可由軟件來(lái)完成，通過(guò)改變程序就可改變功能，更加靈活。鑒于這些優(yōu)點(diǎn)，中頻數(shù)字接收機(jī)得到了越來(lái)越多的重視。
ADC是中頻數(shù)字接收機(jī)中的重要器件，文中介紹了高速AD9230的原理框圖和主要管腳功能，給出了一個(gè)工程應(yīng)用實(shí)例，為基于AD9230的中頻數(shù)字接收機(jī)設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。