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正弦输入测试音调的测试到数字(ADC)转换器的计算器

来源:analog 发布时间:2023-08-01

摘要: 本计算器简化了基于相干采样标准的adc正弦测试音调的选择。

这个计算器提供了一个快速和简单的方法来选择正弦输入测试音调的测试到数字(ADC)转换器。基于相干采样理论,计算器允许用户选择输入和采样频率,以及采样窗口内的整数周期数和FFT的分辨率(数据点数)。

在评估使用快速傅里叶变换(fft)的数字转换器(adc)的动态性能时,必须决定是使用相干采样还是窗口采样。Maxim的应用说明“相干采样与窗口采样”详细介绍了每种采样技术的优缺点,但是,一般来说,相干采样在高分辨率fft中产生最好的质量。

相干采样的目的是在采样窗口内强制一个整数的输入周期。图1显示了时域内相干采样的几个例子。


图1 a、相干采样数据在采样窗口内包含整数个周期。这些图显示了四组相干采样数据。每个数据集在采样窗口内有13个周期,包含64个数据点。N(window) = 13, N(record) = 64


图1 b、相干采样数据在采样窗口内包含整数个周期。这些图显示了四组相干采样数据。每个数据集在采样窗口内有13个周期,包含64个数据点。N(window) = 13, N(record) = 64。


图1 c、相干采样数据在采样窗口内包含整数个周期。这些图显示了四组相干采样数据。每个数据集在采样窗口内有13个周期,包含64个数据点。N(window) = 13, N(record) = 64。


图1 d、相干采样数据在采样窗口内包含整数个周期。这些图显示了四组相干采样数据。每个数据集在采样窗口内有13个周期,包含64个数据点。N(window)= 13, N(record)= 64。

图1模拟。相干采样数据在采样窗口内包含整数个周期。这些图显示了四组相干采样数据。每个数据集在采样窗口内有13个周期,包含64个数据点。N(window) = 13, N(record) = 64

数学上,相干采样表示为:


地点:

  • f(IN)为待测ADC的输入频率。

  • f(SAMPLE)为被测ADC的采样频率。

  • N(WINDOW)是采样窗口内的整数周期数。该值必须是奇数或素数。

  • N(RECORD)是用于创建FFT的数据点数。这个值必须是2的幂。

找到满足上述关系的f(IN)和f(SAMPLE)是一个迭代过程。可下载名为“连贯抽样计算器”的Excel电子表格,以简化该过程。另外,一个简化的基于网络的连贯抽样计算器是可用的。

“相干采样计算器”需要四个输入变量:

  • f(DSAMPLE)为待测ADC的期望采样频率。

  • f(DIN)为待测ADC的期望输入频率。

  • N(RECORD)是用于创建fft的数据点数。这个值必须是2的幂。

  • SIGFIG是相干采样结果中MHz后的有效位数的期望数。

从上面列出的四个变量中,“相干采样计算器”将提供相干采样频率(f(CSAMPLE))和输入频率(f(CIN))。

相干采样计算器包括一个宏,允许用户查看计算过程的详细中间步骤。默认情况下,电子表格被设置为隐藏这些详细的计算,但是通过点击“show_detailed_counts”按钮,用户可以获得额外的信息,如相干采样窗口的大小(t(CWINDOW))和相干采样窗口的输入周期数(N(CWINDOW))。

图2-3显示了使用相干采样计算器和MAX1211EVKIT进行相干采样的fft示例。


图2、从MAX1211EVKIT相干采样FFT。f(CIN) = 20.0031266MHz, f(CSAMPLE) = 65.0002432MHz, N(CWINDOW) = 2521, N(RECORD) = 8192。


图3、从MAX1211EVKIT相干采样FFT。f(CIN) = 32.1271954MHz, f(CSAMPLE) = 65.0002432MHz, N(CWINDOW) = 4049, N(RECORD) = 8192。



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