用A／D變換器實現(xiàn)頻率變換

圖片3用A／D變換器實現(xiàn)頻率變換在實驗室和現(xiàn)場，對表征頻率源的需求日益重要起來。本文的電路（見圖在實驗室和現(xiàn)場，對表征頻率源的需求日益重要起來。本文的電路（見圖1）具有簡單價RESOMTOR廉的特點。它用LTC1420ADC欠取樣一個較高的頻率，驅(qū)動LTC1668DAC、然后濾波來執(zhí)行下變頻。其后，重新取樣濾波器的輸出，為單片微控制器產(chǎn)生一個易控制的取樣率。除表征IF部分的載波或本振的輸出外，此技術(shù)對于表征人DC、DAC、時鐘源、信號源或邏輯器件及鎖相環(huán)對相位噪聲的影響都是有用的。頻率變換通常用二極管混頻器或Gilbert單元混頻器實現(xiàn)。下變頻在無線電接收機中經(jīng)常遇到．上變頻在發(fā)送器中經(jīng)常遇到。一般的超外差接收機，通常有一個變換器來產(chǎn)生一個固定的中頻（1F）。頻譜分析儀、蜂窩基站、纜線調(diào)制解調(diào)器.微波和衛(wèi)星接收機、雷達和光通信系統(tǒng)都包含頻率變換單元。用ADC實現(xiàn)下變頻用一個ADC欠取樣一個信號頻率實現(xiàn)下變頻，通常不被人們所熟知。這種方法所得到的輸出信號頻率是取樣頻率（fs）（或fs倍數(shù)）和輸入頻率之差?？捎肁DC在其整個線性帶寬內(nèi)欠取樣任何頻率。如同混頻器那樣，此工作所得到的是一個和頻和差頻。然而，和頻終止在和分離時間取樣系統(tǒng)中差頻相同頻率。實際上，只保留差頻。一個欠取樣系統(tǒng)的主要限制是輸入信號的帶寬必須不超過Nyquist區(qū)（Nyquist區(qū)覆蓋fs/z帶寬，高于或低于取樣頻率的整倍數(shù)）。任何超過所希望Nyquist區(qū)的信號覆蓋進DC到fs／z區(qū)域。假若其后在數(shù)字域的帶通濾波限制感興趣的頻率范圍，則可放寬上述限制。只要不希望的信號不覆蓋進感興趣的頻率范圍，則對感興趣頻譜影響可忽略。在圖1中，lOMspsLTC1420把40.455MHz輸入信號變換為455KHz輸出信號。當(dāng)用高速DAC再生455KHz信號時，其后的模擬帶通濾波器會使成本或功耗增加。模擬濾波器的一個優(yōu)點是，當(dāng)信號頻率與取樣率不相干時.沒有數(shù)學(xué)的人為現(xiàn)象。事實上，這種方法可使中頻適合重新取樣ADC的變換速率。在這種方法中采用高速無限取樣和保持的目的是利用高速取樣的好處，該速率不需要處理取樣。一個高速ADC提供的數(shù)據(jù)率對于低功率處理器處理來講是很快的，而數(shù)據(jù)率抽取可能大大地降低信噪比。在DAC之后，用一個模擬濾波器似乎是老的方法，但是.陶瓷諧振器、有源濾波器或調(diào)諧器LC濾波器的濾波特性很難與一個數(shù)字濾波器相比。在初始12位數(shù)字轉(zhuǎn)換之后，用一個較高分辨率的ADC，可分析細(xì)部并改善頻率測量能力。

選擇455KHz中頻信號，以便更容易米用已有的4551tHz陶瓷諧振器或LC濾波器。注意.LTC15601單片5階橢圓低通濾波器也可用在此應(yīng)用中。做為電流輸出器件的LTC1668,可驅(qū)動一個諧振電路調(diào)諧到所希望的頻率。此信號在4551tHz一100Hz(45490sps)分諧波重新取樣以產(chǎn)生100Hz正弦波。-8000TOOOO—-14000「7000一-2000-8000TOOOO—-14000「7000一-2000一*6000--12000-455協(xié))是4551tHz的近20倍或比載波高4.4455協(xié))是4551tHz的近20倍或比載波高4.4需要一個低通或帶通濾波器。2階匕量，其大小比載波、其他諧波和噪聲信號是單音，則用一個低通濾波器就足夠了00XX■ *d■ XXXX扭B揮丸圖2示出DAC的重新取樣輸出。圖3是在LTC1417輸出執(zhí)行FFT的結(jié)果。DAC輸出不僅僅是4551(Hz差頻°DAC如同一個混頻器，除基頻(4551(Hz)外產(chǎn)生10MHz變換時鐘和4551tHz信號的和頻和差頻。較低不希望的頻率9.545MHz(10MHz倍頻程。未濾波的信號電平比載波低25dB左右。LPF(在變換區(qū)12dB/倍頻程衰減)將降低這些不希分量低約77dB。MS8移位畫存密MS82322201：1oxxxxxlxlxlX」上二一.-丄移位畫存密MS82322201：1oxxxxxlxlxlX」上二一.-丄??L