ADI公司设计工具：频率折叠工具，“复杂”示例

现在让我们看一下AD9680-500的真实示例。我们将了解如何使用这个简单而强大的工具来帮助理解ADC的混叠效应，以及帮助理解AD9680中某些数字处理模块的影响。

在本例中，我们将介绍AD9680-500，其工作输入时钟为368.64 MHz，模拟输入频率为270 MHz。首先，了解AD9680中数字处理模块的设置非常重要。AD9680将设置为使用数字下变频器（DDC），其中输入为实数，输出为复数，数控振荡器（NCO）调谐频率设置为98 MHz，半带滤波器1（HB1）使能，6dB增益使能。由于输出很复杂，因此禁用了复杂到实际的转换块。DDC 的基本示意图如下所示。为了理解输入音的处理方式，重要的是要了解信号首先通过NCO，NCO在频率上改变输入音调，然后通过抽取，可选择通过增益模块，然后可选地通过复数到实际转换。

AD9680中的DDC信号处理模块

了解流经AD9680的信号流的宏观视图也很重要。信号通过模拟输入进入，通过ADC内核进入DDC，通过JESD204B串行器，然后通过JESD204B串行输出通道输出。AD9680的框图对此进行了说明。

AD9680 原理框图

现在让我们看看信号在通过AD9680的各个处理模块时是如何显示的。我们将使用频率折叠工具以及VisualAnalog（我们现在也在几篇博客中讨论过：ADI公司设计工具：VisualAnalog和ADI公司设计工具：VisualAnalog第2部分）。输入采样时钟为368.64 MHz，模拟输入频率为270 MHz时，输入信号将混叠到98.64 MHz的第一个奈奎斯特区。输入频率的二次谐波将在171.36 MHz处混叠到第一个奈奎斯特区，而第三个谐波混叠为72.72 MHz。下面的频率折叠工具的图说明了这一点。

ADC输出端的信号，由频率折叠工具示出

上图所示的频率折叠工具图给出了ADC内核输出端的信号在通过AD9680中的DDC之前的状态。信号在AD9680中通过的第一个处理模块是NCO，它将频谱在频域中向左移动98 MHz（回想一下我们的调谐频率为98 MHz）。这会将模拟输入从 98.64 MHz 下移至 0.64 MHz，二次谐波将下移至 73.36 MHz，第三次谐波将下移至 -25.28 MHz（回想一下，我们正在查看复杂的输出）。这显示在下面VisualAnalog的FFT图中。

DDC 后信号的 FFT 复数输出图，NCO = 98 MHz 并抽取 2

从FFT图中，我们可以清楚地看到NCO如何移动我们在频率折叠工具中观察到的频率。有趣的是，我们在FFT中看到了一种“无法解释”的基调;还是无法解释？NCO 不是主观的，会改变所有频率。它将98 MHz的基波输入音别名下移至0.64 MHz，并将二次谐波移至73.36 MHz，将第三次谐波移至-25.28 MHz。似乎另一个音调也发生了变化，出现在86.32 MHz。

频率折叠工具不包括ADC的直流失调。此直流偏移导致直流（或 0 Hz）时出现音调。频率折叠工具假设一个没有直流偏移的理想ADC。0 Hz 时的直流偏移音调在频率上向下偏移至 -98 MHz。 由于复杂的混频和抽取，该直流偏移音调折回实际频域中的第一个奈奎斯特区。回想一下，音调混叠回第一个奈奎斯特区，如频率折叠工具所示。当观察一个复杂的输入信号时，其中音调在负频域中移入第二个奈奎斯特区，它将绕回实频域中的第一个奈奎斯特区。

由于我们启用了抽取比为 92 的抽取，因此我们的抽取奈奎斯特区宽 16.368 MHz（回想一下：fs = 64.184 MHz，抽取采样率为 32.92 MHz，奈奎斯特区为 16.98 MHz）。直流偏移音调偏移至-5 MHz，即从84.92 MHz的奈奎斯特区边界的抽取增量为16.92 MHz。当这个音调折回第一个奈奎斯特区时，它最终在实际频域中与奈奎斯特区边界的偏移量相同，即16.5 MHz – 84.86 MHz = 32.<> MHz。这正是我们在上面的FFT图中看到的基调！

拥有像频率折叠工具这样的工具非常适合用于识别音调的位置。它还有助于了解执行复杂或实际混频和/或抽取时的ADC行为，以便当我们看到“意外”音调时，我们可以识别其来源。使用频率折叠工具有助于查看音调如何与ADC混叠，以便我们可以识别和预测音调混叠的位置。

审核编辑：郭婷