ADC主要性能及其性能及其对接收机性能的影响

因为在做嵌入式便携式接收机，因此不可避免的要做ADC模块。

那么如何做好ADC模块，如何测试ADC性能，以及，这些性能对接收机的那些主要性能造成了影响呢？

参考文章《ADC性能及其对接收机性能的影响》 电子20所，马军

给出网址连接：

http://www.dzsc.com/data/html/2007-6-24/41881.html

http://wenku.baidu.com/view/aa381d86bceb19e8b8f6baeb.html

 

轮到我自己来做个小小的总结。

 

ADC与接收机有关的重要参数包括：位数、最大采样频率、量化电平，量化噪声、最大输入功率和输入带宽等。其中ADC对接收机最显著的影响是动态范围，因为动态范围与接收机的灵敏度密切相关，而灵敏度是接收机动态范围的下限。

 

以下是一些参数的定义：

量化电平：ADC将一个连续的输入电压变换为可用二进制编码表示的离散输出电平，其最小的离散电压步距称为量化电平

量化误差：由于输入的模拟电压在时间上是连续的，而输出的数字信号在时间上是离散的，因而量化过程不可避免地会引入误差，这种误差称为量化误差。

输入带宽：为了避免产生折叠模糊，要求ADC的输入带宽(不是输入频率)必须小于1／2采样频率，

最大和最小输入信号：ADC的最大输入通常定义为振幅与ADC的最高电平相匹配的正弦波。如果输入信号比这个最大电平还大，则输出波形将被限幅。如果输入信号比该信号小，则不是所有的比特位都能被置位。

动态范围(DR)：Pmax和Pmin的比值。通常还要取对数。根据一些公式计算结果，通常称ADC的动态范围为6 dB／b。

 

 

动态范围是一个很重要的参数，它决定了接收机的动态范围；

我在项目中使用的是LTC2249 adc 器件，这个芯片14位输出，输入最大电压1V，采用2进制补码输出的话，范围是（-8191,8191）.频率可以到100M，我只使用了66M，那么对应输入带宽是33M，动态范围理论上应该是6*14 = 84db。

 

因此，我使用ADC分别对21.4M 和10M 信号进行采样，信号功率4dbm，对应芯片最大输入电压1V。采样长度64K，然后用这两组数据做FFT测试在图中可以看到动态范围约等于80db，正常！

 

ADC噪声的影响

 

前面讨论ADC的性能都假设是理想的，但实际上几乎所有ADC的性能都不完善。例如量化电平步距不一致，有的步距较宽，有的步距较窄，在极端情况下，某种量化电平可能窄得难以产生输出，这就称为"位丢失"。ADC电路中也有噪声，有的ADC甚至在没有输入信号的情况下最低有效位也会以随机方式时隐时现。根据一般的常识，噪声将会影响接收机的灵敏度。

在ADC中，有时噪声会产生有利的影响。例如，噪声能减少相关数字化误差产生的"虚假"。有些"虚假"是由相关误差产生的，但噪声是不相关的，当噪声叠加到输入信号中时，数字化相关将会减少，这样，"虚假"通常会减少甚至可能消失。

一般来说，噪声将减少大部分"虚假"，当噪声功率增加时，他将掩盖所有的虚假，同时也将降低接收机的灵敏度。所以，小的噪声可以减少虚假电平，并可能略微提高动态范围，但更多的噪声则会降低灵敏度。

 

数字接收机的性能取决于接收机本身设计和ADC的性能，而且接收机的性能不可能超过所采用的ADC的性能。可以做出这样的结论：接收机的动态范围小于ADC测试获得的动态范围值。随着ADC和数字电路性能的改进，ADC将取代RF接收机中的晶体滤波器，更进一步发展，ADC将移向接收机前端，也就是说从中频移向射频。将来的接收机设计在天线和ADC之间只有RF放大器和带通滤波器。