原创 了解和优化采样数据系统（ADI）（第一部分）-答疑集锦

参加2009-9-17 ADI公司的“了解和优化采样数据系统”第一部分研讨会，学习一些模拟技术，后期据说还有针对具体设计案例的第二部分，将一些答疑摘抄如下：

1、请问低通和带通滤波分别的作用有什么区别？以及选用时该注意些什么问题？

A：低通滤波是滤除比截止频率高的信号，带通滤波器是滤除选定带宽外的噪声，一般ADC都是选用低通，通信系统里面的有些高频窄带信号需要带通滤波器。

2、ADC的电源去藕电容要用两个不同的电容值，这个电容值怎么确定 ？

A：一般为0.1uF和10uF，您可以参考电容滤波的频谱特性选择，使得最大程度的滤除宽带噪声。

3、ADC基准如何选择？

A：ADC在进行量化时，是以参考源为基准的，因此参考源的精度直接对采样精度构成影响，设计参考源时，即要保证参考源的直流精度，也要考虑参考源的噪声、温漂等 。

4、模数电源之间的隔离用电感还是磁珠？ 

A：选用电感还是磁珠，主要是看想滤除电源上的哪一部分噪声，如果想滤除低频噪声，建议选择电感，如果想滤除高频噪声，建议选择磁珠。如果电源本身并没有连接工作在高频的器件，建议采用电感。 

5、为什么数字和模拟部分的供电分开独立供电？ 

A：为了降低数字部分对模拟部分的干扰。 

 6、adc的温漂校正只能够软件做吗？硬件电路是否能够补偿？

可以通过硬件电路：通过闭环电路来补偿。但没有软件控制方便。

7、对于产品成本的考虑，滤波器在什么情况下使用？

A：任何情况下ADC前都是要加入滤波器的，您可以加入电容电阻的简单RC滤波器 。

8、怎样确定合适的ADC采样频率和时钟？

A：确定ADC的采样频率，首先确定输入信号的频率及带宽，根据采样定理，采样频率必须大于信号频率的两倍，如果是带通采样，则信号频率要大于信号带宽的两倍以上。根据系统的要求，可以适当选择高一些的采样频率以获取更好的性能。

 9、ADC的前端一般都要采用那些滤波器？

A：低通，带通等等。从实质上也是抗混叠功能。注意与ａｄｃ驱动的结合。

10、高速ADC测试中，输入信号1MHz，如果想测试THD达到80dB的ADC，是否信号源的THD一定要高于80dB？还是可以用什么替代方法，用THD只有60dB的信号源测试？

A：对的，对于ADC如果不考虑自身对信号的恶化，它只能真实的还原输入信号，不会提高信号的THD。因此要测试高速ADC，必须保证信号源的性能 。

11、ad6644的输出如何阻抗匹配？

A：AD6644是ADC，应该是输入阻抗匹配吧？ADC的输入匹配我们推荐两种方法，1、balun进行无源的阻抗转换；2、差分的运放直接驱动ADC，两种的方法的区别和具体的方案可以参考我们网站：关于宽带ADC前端设计考虑Ⅱ 。

12、对于直流幅值较大的信号（1000V），通常采用电阻电容网络进行衰减，但这会降低仪器的输入阻抗，请问对大信号的采样有没有更好的方案？

A：一般都是用电阻电容分压，你可以在分压之后加一级缓冲。

13、问个简单的问题，AD中的1K是1000次，还是1024次呀？

A：是1000次。

14、请问ADI专家，如何设计ADC前端输入以保护ADC,并保证不会超出输入范围？

A：首先前端的供电电压不要超过ADC的供电，其次可以加入VGA/DGA这样的可控衰减器在ADC抑制输入电压，另外，也可以在输入用分压电阻进行分压。

15、是不是fs>2fa就不会出现信号混叠呢？从而无需抗混叠滤波器呢？ 

A：抗混叠滤波器是用来滤除第一奈奎斯特区域以外的噪声信号，所以必须加抗混叠滤波器。以免防止第一奈奎斯特区域以外的噪声镜像回来。

16、主持人好，我想了解下ADC的模拟带宽是什么含义，这个对我选择ADC有什么注意点吗？

A：ADC的输入端为模拟电路（内部存在buffer、采样保持器等），因此当输入信号频率较高时，信号幅度会被衰减，可以简单的理解为一个一阶RC系统，通常我们手册中给的带宽为3dB带宽，即信号被衰减了3dB。在进行ADC选择时，需要根据输入频率的范围选择一个合适模拟带宽的ADC 。

17、高速DAC有没有电压输出的？为什么基本上都是电流输出型的？ 

A ：电流输出便于外部的传输线阻抗匹配，同时可以提供更好的驱动能力。

18、采样时间和哪些因素有关？

A：采样速率首先要满足奈奎斯特采样定律，不过提高采样速率可以改善信噪比，一般来说采样速率每提高一倍，SNR就能提高3dB。

19、采样率不是越高越好吗？

A：不一定, 采样率的提高, 往往伴随着温升的增加, 对时钟抖动要求更高(和SNR有关), 成本的增加, 等等, 所以要综合考虑.

20、为什么要fs>2fa,理论依据是什么呢？谢谢回答

A：是根据奈奎斯特采样理论：对于一个最大频率的为Fa的信号，为了避免由于混叠导致信号信息的丢失，必须以大于两倍Fa的速率Fs进行采样。当采样速率小于Fa的两倍时，将发生混叠现象。

21、一个周期信号如何确定它的最高频率成分呢？

A：这要看你的信号的形式，如果是正弦波那么就是单音的。如果是方波，那么频率成分其实是无限的，一般情况下会去5次-10次谐波。

22、ADC的内部噪声很不好处理，经常信号被淹没，专家有没有在硬件设计上有好的建议，谢谢  

A：1. 选用低噪音的电源, ADC的电源去藕电容要尽量靠近ADC, 要用两个以上的去藕电容(不同电容值) 2. 一般用一个地层, 不需要分割模拟和数字地, 但要注意模拟和数字器件的摆放位置 3. 采样时钟的抖动,占空比和过冲要满足datasheet和应用的要求.

23、能否具体讲解一下：过采样是如何增加信噪比的？还有就是详细讲一下“欠采样”的概念？我对欠采样不是很清楚，既然它不满足奈奎斯特采样定律，那为什么还要有这种采样那？优势是什么？

A：对于相等位数的ADC其量化噪声总值是不变的，量化噪声会就平均分配到这个带宽中，过采样使得奈奎斯特带宽变宽，从而使得单位hz的噪声也就是造成密度降低，这样SNR就可以提高了。欠采样和奈奎斯特不矛盾，你可以理解为采样频率的N次谐波对其采样，只要信号的带宽不大于1/2的采样频率就可以将其“搬移”到奈奎斯特带宽内。