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[参考译文] ADS1278：Σ-Δ ADC 的混叠(宽带宽滤波器)

admin
Guru**** 1815690 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1675, ADS1278, ADS1248, ADS127L01
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/771095/ads1278-aliasing-of-sigma-delta-adc-wide-bandwidth-filter

器件型号：ADS1278
主题中讨论的其他器件：ADS1675、 ADS1248、 ADS127L01

您好！

我有一个与 Σ-Δ ADC 中的混叠相关的问题。 TI 提供多个内部具有宽带宽滤波器的转换器(ADS1278、ADS1675)。 它们在 FS/2上平坦、并在 FS/2以上提供出色的衰减、接近完美世界。 很显然、实数滤波器必须具有一定的转换频带、我正在尝试了解它的确切位置。

我的问题：为什么滤波器的转换位于 FS/2附近、而不是在 FS/2处完全衰减。 对于 ADS1248、它为0.453/0.547 fs (因此 FS/-0.047)。 对于 ADS1675、转换位于0.5fs/-0.076。

我是否可以更正上述转换器将发生一定程度的混叠、在 ADS1248输入频率为0.5fs 至0.547fs 的情况下、采样信号中的混叠将出现在0.453fs 至0.5fs 区域中？ 这种混叠是否是一个问题？ 我怀疑必须在有用带宽和混叠量之间进行权衡、否则转换将位于0.4fs 至0.5fs 之间、这将保证完全不会出现混叠。

此致、

Robert

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    TI__Guru**** 1815690 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    您好、Robert、

    您的评估正确。 对于 ADS1278、任何高于 Fdata/2的输入频率(fs=Fdata)都将混叠回通带。 但是、这些频率将由数字滤波器衰减。

    对于 ADS1278、略高于 Fdata/2 (0.505fdata)的输入频率将衰减约-8.5dB (看起来频率为0.495fdata)。 0.535fdata 时的输入频率将衰减约-40dB、看起来频率为0.465fdata。 0.547fdata 及更高频率的输入频率将混叠回通频带、但会衰减-100dB 或更高。

    这是问题吗？ 这取决于您的系统以及您是否希望在此转换频带中具有相对较高的信号频率。 在许多应用中、如果您不关心此转换区域附近的频率成分、这不是一个问题。 例如、您获取采样数据的 FFT 并忽略0.453fdata 以上的频谱、因为知道该频谱可能会被别名数据损坏。

    正确、转换带的位置是有用带宽和有保证混叠之间的折衷。 ADS127L01提供两个转换带选项：(0.45至0.55)*FS 或(0.4至0.5)*FS。

    另请记住、对于高性能信号链、您仍需要一个模拟抗混叠滤波器来抑制接近输入调制器采样率的输入信号。 由于输入调制器采样率远高于数据速率、因此这通常不是一个难以设计的滤波器。 例如、在没有模拟输入滤波器的情况下、ADS1278处于高速模式、Fclk 为27MHz、6.749MHz 的输入频率将以1kHz 的频率混叠回通带、衰减为0dB。 ADS127L01数据表的第9.1.3节提供了一个很好的概述。

    此致、
    Keith N.
    精密 ADC 应用
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    TI__Guru**** 1815690 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    您好、Keith、

    非常感谢您的详细解释。 ADS127L01绝对是一个非常有趣的部分、我不知道它、我一定会进一步研究它。 是否有针对多通道器件的类似器件的计划？

    该器件非常灵活、因为它允许选择不同类型的滤波器。 "宽带2滤波器"(0.4-0.5) fs 似乎是对完全不容许混叠的客户的响应。 尽管我试图进一步理解它、以证明(0.4-0.5) FS 滤波器是否真正需要以及何时需要。 我认为大多数 Σ-Δ ADC 只提供(0.45-0.55) fs 滤波器是正确的、ADS127L01是一个相对较新的器件、因此0.45/0.55对于许多应用来说肯定是可以的。 另一方面、必须有完全不需要混叠的字段、因此您使用其滤波器引入了 ADS127L01。 您使用 FFT 的例子让我非常确信、如果我们声明该部件(仪器)仅提供高达0.453fs 的有用结果、则任何超出该范围的内容都将被忽略。

    我正在思考它是否会成为时域中的问题。 假设我们有一个周期性输入信号、其中第5个谐波为0.505fs。 对于(0.4-0.5) FS 滤波器、它将衰减。 对于(0.45-0.55) fs 滤波器、它也会丢失(高于奈奎斯特)、但另一个(混叠)看起来会使重建信号失真0.495fs、而不是作为全强度衰减8dB (超过2倍)。 我认为这个粗略的示例可能会显示重建信号中混叠谐波的影响。 理论上、因为很难想象应用会因这种情况而失败。

    通过查看 ADS127L01的文档、我可以看到它有两个宽带滤波器、它们在某种程度上相似、因为它们都具有0.1fs 的转换带宽、但明显不同的频率响应(相似但移位0.05fs)。 我想知道是否实现了两个完全独立的宽带 FIR 滤波器、或者可能有一些方法可以在两个滤波器之间共享 FIR 系数？ 它们必须非常复杂、如群延迟参数所示、并考虑到执行过采样。

    此致、

    Robert
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    TI__Guru**** 1815690 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    您好、Robert、

    如果您需要多通道、ADS1278是"转到"部件。 如果您需要多通道系统、也可以轻松同步多个 ADS127L01。

    关于假设的5次谐波、请记住、谐波已经从基波衰减、数字滤波器将进一步提供衰减。 是的、时域中的重构信号会有一些失真、但我认为在大多数情况下、这是最小的。 但是、如果您需要对混叠信号进行更高级别的衰减、这就是我们在 ADS127L01上提供两种宽带选项的原因。

    关于宽带滤波器的差异、我无法评论细节、但它们在硬件中可能是相同的滤波器、为两个版本加载了不同的系数。

    我希望这有助于让您的决策过程更加简单！

    谢谢、
    Keith
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    TI__Guru**** 1815690 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    谢谢您 Keith。

    此致、
    Robert