基于AD9640的無線接收機(jī)設(shè)計(jì)

　　比如天線接收的信號(hào)是75MHz中頻，帶寬1MHz的信號(hào)，所以使頻譜間隔最大的采樣頻率為：fs=133.3333、66.6667、33.3333、26.6667MHz…(m=1, 2, 3, 4…)。注意，上面所指的頻譜間隔最大是對于相應(yīng)的m而言的，對于不同的m來說，間隔的絕對值隨m的增大而減小。

　　由于超過100MHz的高精度A/D器件價(jià)格昂貴，我們選擇m=2，這時(shí)的無失真采樣頻率fs的范圍是50.3333MHz≤fs≤75.5100MHz。同時(shí)考慮到ADC采樣頻率與中頻濾波器的帶寬之間必須滿足一定的關(guān)系：

　　fs≥B+B×w

　　其中w是該中頻帶通濾波器的矩形系數(shù)，本文設(shè)為：w=3。此時(shí)，ADC采樣通帶不會(huì)發(fā)生混疊，但過渡帶將會(huì)混疊，直到ADC采樣頻率增大到上式右邊的兩倍后，過渡帶才不會(huì)混疊。從本質(zhì)上看，還是會(huì)“混疊”的，但此時(shí)“混疊”的信號(hào)已被衰減得很微弱，比如衰減到比通帶信號(hào)小70dB以上。

　　最后考慮到后續(xù)DDC器件進(jìn)行速率轉(zhuǎn)換后輸出速率為8MHz(由于ADC和后續(xù)算法處理要求)，采樣得到的信號(hào)速率最好是2的整數(shù)倍，同時(shí)又考慮到采樣時(shí)對信號(hào)頻段確定和控制的方便，最優(yōu)的采樣頻率選定為64MHz。這個(gè)采樣頻率產(chǎn)生的頻譜間隔對后續(xù)濾波器的設(shè)計(jì)也是足夠的。

　　器件選擇

　　綜合采樣精度和速率的要求對ADC進(jìn)行選擇：16位的ADC可以達(dá)到大約96dB的信噪比，但是精度達(dá)到16位同時(shí)速度超過60 MHz 的ADC價(jià)格非常昂貴且不易購買到;14位的ADC可以達(dá)到大約84dB的信噪比，也可以滿足要求，還可以買到速度更快的產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)選擇14位雙通道A/D器件AD9640[2]進(jìn)行采樣。其主要性能為：可選最大采樣速率80、105、125、150MSPS;采樣精度14位;無雜散動(dòng)態(tài)范圍85dB@125MSPS;信噪比71.8dB@ 125MSPS;低功耗750mW@125MSPS。

　　其中采樣速率的改變可通過改變輸入時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)，從而可實(shí)現(xiàn)在不改變硬件的情況下通過軟件來擴(kuò)展。

　　設(shè)計(jì)高性能ADC之前的“前端”或輸入配置，是獲取所需系統(tǒng)性能的關(guān)鍵所在。整個(gè)設(shè)計(jì)的優(yōu)化[3]取決于許多因素，其中包括應(yīng)用的特點(diǎn)、系統(tǒng)劃分，以及ADC 的構(gòu)架等。許多放大器都十分適合用于高速ADC 的前端電路。ADA4937 能被用于150MHz以下的頻率;由于它能處理很大的輸出共模電壓范圍，因此它的主要優(yōu)勢是應(yīng)用于ADC 的直流耦合應(yīng)用中。對于窄帶或諧振應(yīng)用，使濾波器與放大器的輸出阻抗匹配，來消除ADC 的輸入電容。通常使用一個(gè)多極點(diǎn)濾波器來消除感興趣頻率范圍外的寬帶噪聲。

　　接收機(jī)PCB設(shè)計(jì)