基于帶通采樣的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 316信息與電子工程第8卷Fig.6Frequency spectrum of1.2GHz圖71.2GH蟬頻正弦信號采樣修正后頻譜圖測試中利用帶通采樣頻譜出現(xiàn)了“反轉(zhuǎn)”,其原始信號采樣的頻域和經(jīng)過數(shù)字修正之后信號的頻域情況分別如圖6、圖7所示。其中圖6為接收信號直接FFT的頻譜特征,可以看到在(0,1GHz內(nèi)發(fā)生了頻譜反轉(zhuǎn);圖7是經(jīng)過數(shù)字修正之后,其對應(yīng)的頻域特征,可知在經(jīng)過時(shí)域的數(shù)字修正后,頻域上消除了頻譜反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。3.2性能指標(biāo)計(jì)算1信噪失真比(SINAI:在第一奈奎斯特頻帶內(nèi),取基頻和其兩旁適當(dāng)數(shù)目的采樣值的均方根作為信號的有效值,其余采樣值的均方根作為噪聲的有效值,它包括量化噪聲、A

2、DC的諧波噪聲、超越噪聲以及FFT的舍人誤差。其計(jì)算公式為:SINAD=2019f4刪(r-4/k(FInSl(3由式(3可以算出信噪失真比黝忉D=41.44dB。2信噪比(SNR:在第一奈奎斯特頻帶內(nèi),取基頻和其兩旁適當(dāng)數(shù)目的采樣值的均方根作為信號的有效值,除去諧波分量采樣值的均方根作為噪聲的有效值。其計(jì)算公式為:RsN=2019石裔(4由式(4可以計(jì)算出信噪比愿N=44.05dB。3有效位數(shù)(ENOB:ADC的有效位數(shù)計(jì)算公式為:ENOB:SINAD-I.763dB(56.02。由式(5可以算出有效位數(shù)ENOB=6.59bit。4無雜散動態(tài)范圍(SFDR:基波分量與除基波分量外幅值最大的雜

3、散分量的差值即為無雜散動態(tài)范圍。其計(jì)算公式為:SFDR-2019(Aj/Af.(6由式(6可以算出無雜散動態(tài)范圍SFDR=45.75dB。5總諧波失真(THD:除去基波分量外的前9個(gè)諧波分量的均方根與基波的均方根的比值。其計(jì)算公式為:THD=2019由式(7可以算出總諧波失真THD=-41.74dB。4結(jié)論(7本文介紹了基于帶通采樣的2GSPS高速數(shù)據(jù)采集與處理的硬件設(shè)計(jì)方案,并給出了相應(yīng)軟件設(shè)計(jì)方案。該方案以FPGA為控制與數(shù)據(jù)處理核心,以FIFO為緩存結(jié)構(gòu),將高速A/D采樣數(shù)據(jù)經(jīng)處理后送入4個(gè)FIFO中緩 存。硬件平臺驗(yàn)證了方案的可行性。第3期和小東等:基于帶通采樣的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)3

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