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您好!
我正在使用 ADS 4225构建示波器、基于这样一个事实、即最大采样率不是1GS/s、而是125MS/s、我正在寻找一种充分利用其550MHz 带宽的方法。
一种方法是使用欠采样(针对重复信号)。 鉴于 ADC 的分辨率为12位、我需要一个抖动极低的时钟源。
为了进行欠采样、我必须精确测量输入信号的频率、然后生成精确的时钟频率、以便在正确的时间对输入信号进行采样。
示例:
输入信号:70MHz (第二奈奎斯特区域)
我需要一个1/70MHz + 1/100的70MHz 周期、即:14.285nS +(14.285/100)= 14.42785nS = 69.31MHz、以便在100个相邻周期中采集100个样本。
为了生成该频率、我需要具有一个低抖动时钟和一个 PLL、PLL 将编程生成我需要的采样频率、并最终以该频率驱动 ADC。
我已经选择了时钟 LMK61E2并考虑了 PLL LMX2571。
问题:
就采样频率而言、我的欠采样方法是否正确?
PLL 输出在抖动噪声方面会受到多大的影响?
还有其他建议吗?
提前感谢
Manos Tsachalidis
Manos、
有关 LMX 器件的 PLL 问题、请联系时钟论坛。 查看随附的文档是否对您的其他问题有所帮助。
此致、
Jim
e2e.ti.com/.../2352.Clocking-High-Speed-Data-Converters-_2D00_-3_5F00_17_5F00_2013.pptxe2e.ti.com/.../2084.ADC-Basics.pdf
感谢 Jim、
欠采样程序是我遇到最大问题的地方。 虽然对已知形状的正弦、三角、方形和其他波形进行采样是一项相对简单的任务、但对没有标准形状的真实波形进行同样的操作是一件无法使用每周期2个样本来重建的事情、这不是正弦波的情况、 三角和其他已知形状、具体取决于奈奎斯特定理。
因此、我想知道您是否可以提供任何指南或链接来说明如何执行欠采样、以便对非标准波形进行采样。
关于 PLL、我将参考您建议的论坛。
您提供的文档非常好。 谢谢。
此致
Manos Tsachalidis
Manos、您好!
你实际上已经陷入了一个陷阱。 您所指的实际上是将数据"适配"到已知波形。 以每周期2次采样的频率对三角波进行采样实际上会违反奈奎斯特采样定理。 原因是周期性连续时间三角波具有"无限"频谱-由三角波峰值和谷底的急剧转换引起-因此整个信号不适合在一个奈奎斯特区域内。 您能够忠实地重新组装三角波的唯一原因是、您"知道"信号应该是什么、并且您将其适应已知的模型。 您认为采样过程是将采样信号"拟合"到已知形状的一种方法。
定理的限制性要大得多。 信号频率成分必须完全适合一个奈奎斯特区域(例如直流到 Fs/2或 Fs/2到 Fs)。 这意味着模拟滤波必须足以消除所需奈奎斯特区域之外的所有信号、以避免所需信号损坏。 在第二奈奎斯特区域中对信号进行采样将导致第一奈奎斯特区域出现"混叠"。 混叠是我们感知输出信息的方式、然而采样定理的关键在于频域实际上是周期性的。 第1个奈奎斯特"图像"围绕 FS/2进行镜像(因此、在第2个奈奎斯特区域对信号进行欠采样会导致频谱翻转)、然后第1个奈奎斯特区域和第2个奈奎斯特区域在 Fs 周期无限重复。 然后、该"无限"频谱的第二奈奎斯特镜像将准确包含重建信号所需的信息-请记住、我们会模拟滤除其他奈奎斯特区域中存在的任何信息。
如果我想向自己证明这一点、我将首先对第二奈奎斯特区域中的信号进行欠采样。 然后、我将通过在每个样本和数字带通滤波器之间填入31个零来将信号插值增加32倍、从而对第二奈奎斯特镜像进行数字带通滤波。 您将看到该信号与您预期的完全相同(如下所示)。 请注意、在重建过程中、我没有使用任何有关信号的"现有知识"、我只是过滤掉了重复频谱中与我所需信号相对应的图像。
真正的奈奎斯特采样定理的关键在于、为了能够忠实地重建信号、信号的所有信息(频率内容)必须完全位于一个奈奎斯特区域、但不一定是奈奎斯特区域一。 这意味着只要信号完全位于所选的奈奎斯特区域中、欠采样就会导致可重新构造的信号。
此致、
Matt Guibord
您好、Matt、
很明显、我在这里缺少知识。 我在不知道走哪条路的情况下追逐我的尾巴。 我必须认真阅读并真正理解我心中的信息、但并不真正理解这些信息。
互联网上有大量有关奈奎斯特区域和欠采样的文档。 我似乎要继续学习。
我将关闭此主题、因为如果我不知道他们是正确的提问者、那么不断提出问题就没有真正的意义。
非常感谢您的观看。
此致
Manos Tsachalidis