中頻進(jìn)入ADC之后都做了什么處理？

ADC采樣的過(guò)程包括數(shù)據(jù)流進(jìn)行采樣、數(shù)字下變頻、數(shù)字濾波、抽取和快速傅里葉變換。從數(shù)據(jù)上的處理如下圖1，鏈路上的處理流程如下圖2.

NCO之前的中頻頻率是fS/2P（P為整數(shù)，取決于采樣），NCO下變頻后為真正的數(shù)字中頻I/Q。

首先，使用NCO將在fS處采樣的數(shù)據(jù)數(shù)字下變頻到基帶（復(fù)數(shù)I/Q）。然后，使用可編程低通數(shù)字濾波器對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾波。在預(yù)抽取數(shù)字濾波設(shè)置中頻帶寬，隨著中頻帶寬變小，并且濾波使寬帶噪聲衰減，帶內(nèi)積分噪聲功率會(huì)降低。

接下來(lái)，以M進(jìn)行抽取會(huì)將有效采樣速率降至fS/M，抽取是一種僅觀察ADC采樣樣本的周期性部分，而忽略其余部分的方法。抽取的結(jié)果是降低ADC的采樣速率。例如，1/4抽取模式意味著（總樣本數(shù)）/4，有效地拋棄所有其他樣本。

在之前的文章中我們講過(guò)，ADC的處理增益是10log（fS/2BW），一個(gè)N位的ADC的動(dòng)態(tài)范圍就會(huì)增加到6.02N+1.76+10log（fS/2BW）。

噪聲降低就相當(dāng)于SFDR增加，從射頻的角度來(lái)說(shuō)就是，采集的帶寬變窄，雜散沒(méi)有被采集進(jìn)來(lái)，動(dòng)態(tài)范圍增加。

到達(dá)抽取降采樣率這里，就完成了數(shù)據(jù)時(shí)域從模擬到數(shù)字的過(guò)程。分析數(shù)據(jù)的指標(biāo)在時(shí)域上很難區(qū)分，所以采集完之后需要對(duì)數(shù)據(jù)從時(shí)域到頻域進(jìn)行變換，F(xiàn)FT。

快速傅里葉變換（FFT）。

典型的FFT使用數(shù)萬(wàn)或數(shù)十萬(wàn)個(gè)采樣點(diǎn)，甚至可能達(dá)到幾百萬(wàn)個(gè)采樣點(diǎn)。對(duì)于大多數(shù)ADC采樣速率。FFT 窗口大小定義為奈奎斯特頻譜 （fs/2） 除以頻率單位的 FFT 樣本數(shù)。例如，一個(gè)200M的ADC?（100MHz）采樣，F(xiàn)FT的點(diǎn)數(shù)是214，F(xiàn)FT的 窗口大小為：

100Mbps/16384=6.1kHz

窗口的大小就代表著對(duì)信號(hào)的分辨率，串口越小，分辨率越高。也是我們頻譜儀中的RBW。

NSD定義的噪聲單位為帶寬或FFT窗口頻率大小為1 Hz。

經(jīng)過(guò)FFT變換后的噪底是多少呢？

經(jīng)過(guò)FFT變換后的ADC的噪聲相對(duì)與NSD來(lái)說(shuō)，是NSD的6000倍。相當(dāng)于FFT的窗口積分了噪聲。

此時(shí)的噪聲電平應(yīng)該是NSD+39dB

經(jīng)過(guò)M抽取后，F(xiàn)FT長(zhǎng)度為N的窗口帶寬為：FS/MN

根據(jù)上述，可以將ADC的處理本底噪聲(K)與ADC的噪聲譜密度(L) 關(guān)聯(lián)起來(lái)，經(jīng)過(guò)FFT變換后的ADC量化的噪底為：

K=NSD+10log（FS/MN）

從以上可知，提高抽取倍數(shù)M或者增加FFT長(zhǎng)度N都可以降低量化噪聲。

注意FFT采樣長(zhǎng)度變化并不影響ADC的噪聲頻譜密度。 它只是將噪聲分布在不同的單位頻率帶寬上。

抽取倍數(shù)M取決于采樣率和基帶帶寬，而增加FFT的長(zhǎng)度N。N越大，窗口越窄，分辨率越高，積分在窗口內(nèi)的噪聲就越小。

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