无滤波模拟技术分析

有些时候操作完全正确（至少我认为如此），但为什么信号失真那么严重？ 过去数年中，高速转换器性能有了飞跃，尤其是线性度--进而是失真性能。 但为了实现性能，需要采用干净的信号源。 每隔一段时间，就会有人问我如何实现干净的设置，然而还是未能满足失真规格。 最近，一位设计人员告诉我，他正在1 GSPS下评估AD9680，并试图在765 MHz下与我们的额定失真相关联。 他希望输出频谱的动态范围优于80 dB。 因此，当他看到二次谐波仅在基波以下45 dB时，略感惊讶。 我让他告诉我他的设置。 他参加了我们关于评估高速转换器产品的ADI演示，因而确信自己的设置是干净的。 AD9680 ADC在不同奈奎斯特区内提供用户可配置选项以便优化性能，并且他再次确认针对此频段的SPI写操作是正确的。 他使用的是我们的评估工具，这意味着板载电源是干净的。 他清楚地记得，我们建议使用Rohde & Schwarz SMA100作为信号源，而他们实验室中有这样的信号源，并且他在ADC评估时使用了两个这样的信号源作为时钟和模拟源。 似乎准备得非常充分。 那么问题出在哪里呢？

我请他看了下应用笔记AN-835中的图1，以便尝试找出问题。

图1

没过多久就发现了问题--他没有过滤模拟输入。 虽然我们Rohde & Schwarz公司的朋友制作了一个出色的信号源，但您依然需要过滤谐波。 从下面的频谱曲线中可以看到--我尽量简洁地表示出相关关系--如果不进行滤波，您测量的将会是信号源的失真，而不是ADC。 他问我为什么采用滤波器后SNR结果也会略有改善。 我提醒他，正如较高阶的谐波折回输出频谱那样，信号源的宽带噪声也会混叠。 本例中这个效应不太明显，因为发生器的噪声很低。 幸运的是，他只有这一个问题，解决问题后便继续他的评估项目了。

图2. AD9680输出频谱，–1 dBFS时为1 GSPS、765 MHz，
未过滤模拟输入（左），以及过滤模拟输入（右）