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Nyquist 采样定理 尽管大家都知道，但还是提一提大牛奥本海姆的《信号与系统》，来捋一捋几个点： 带宽有限 (band-limited) 采样频率大于 2 倍信号最高频率后可以无失真的恢复出原始信号。 实际中，信号往往是无线带宽的，如何保证带宽有限 ? 所以，我们在模拟信号输入端要加一个低通滤波器，使信号变成带宽有限，再使用 2.5~3 倍的最高信号频率进行采样。关于此我们下面将模拟数字转换过程将会看到。 虽说是不能小于等于 2 倍，但选 2 倍是不是很好呢，理论上，选择的采样频率越高，越能无失真的恢复原信号，但采样频率越高，对后端数字系统的处理速度和存储要求也就越高，因此要选择一个折中的值。 如果后端数字信号处理中的窗口选择过窄，采样率太高，在一个窗口内很难容纳甚至信号的一个周期，这从某方面使得信号无法辨识。 比如，数字信号处 理的窗口大小为 1024 个点，采样率为 50KHz ，则窗口最多容纳 1024*(1/50KHz)=20.48ms 的信号长度，若信号的一个周期为 20.48ms ，这就使得数字信号的处理窗口没法容纳一个周期信号，解决的办法就是在满足要求的前提下使用减小采样率或增加窗口长度。 AD 转换 记得有一次参加中科院计算所的实习笔试，里面就有这么一道题：模拟信号转换到数字信号要经历哪两个步骤？还好，早有准备，立刻填上了采样和量化，从滤波到实际值转换，多少人懂了。我们下面就来详细分析下这两个过程，但在分析之前，我们先给出一张整个过程的流图，您可以先想想为什么需要各模块。 程控放大器 我们实际中的模拟信号都是通过传感器采集进来的，做过单片机的人应该熟知 DS18B20 温度传感器，不好意思，那是数字传感器，也就是说人家做传感器的时候把 AD 转换也放到传感器里面了。 但这并不是普遍的情况，因为温度量是模拟信号中最容易测量的量了，而大多数的传感器并没有集成 AD 转换过 程，如大多数的加速度传感器、震动传感器、声音传感器、电子罗盘，甚至有的 GPS( 别懵了， GPS 也算是一种传感器哦 ) 等，都是模拟输出的。 而且由于物理 制作的原因，传感器返回的电信号非常微小，一般在几 mV( 如果是电流，也一般在几 mA) ，这么微弱的信号，如果经过导线或电缆传输很容易就湮灭在噪声中。因此，我们常常见到模拟传感器的输出线都会使用套上一层塑胶的线，叫屏蔽线，如下图。 屏蔽线只能保证在信号传输到系统之前受到的干扰最小，但信号仍要经过处理才能为数字系统使用。在模拟信号 ( 尤其是高频信号 ) 的输入端首先要使用 低噪声放大器对信号进行放大，这个放大器有特殊的要求，一定是低噪声，我们已经知道，模拟信号信号已经非常微弱。 如果放大器还存在一定的噪声，在噪声叠加 之后放大出来的信号可能已经不再是原信号了。既然说到低噪声，那么低噪声是如何衡量的呢 ? 这可以通过放大器噪声系数 (NF) 来定。 噪声系数定义为放大器输入信号与输出信号的信噪比。其物理含义是：信号通过放大器之后，由于放大器产生噪声，使信噪比变坏 ; 信噪比下降的倍数就是噪声系数。噪声系数通常用 dB 表示。 实际中除了考虑低噪声系数外，还要考虑放大器的带宽和频率范围以及最重要的放大增益。由于输入信号的强度可能时变，采用程序可控 ( 程控 ) 的放大增益保证信号能达到满度而又不会出现饱和，实际中要做到这一点还是很难的。 低通滤波器 在 Nyquist 采样定理中已经提过，要满足采样定理必须要求信号带宽有限，使用大于 2 倍的最高信号频率采样才能保证信号的不混叠。低通滤波器的一个考虑就是使信号带宽有限，以便于后期的信号采样，这个低通滤波器是 硬 件 实现的。 另一方面，实际情况中我们也只会对某个频频段的信号感兴趣，低通滤波器的另一个考虑就是滤波得到感兴趣的信号。比如，测量汽车声音信号，其频率大部分在 5KHz 以下，我们则可以设置低通滤波器的截止频率在 7KHz 左右。 程控的实现方法就是使用模拟通道选择芯片，如 74VHC4051 等。 NOTES: 在采样之前的所有电路实现方案叫信号调理电路。这样，我们就可以根据这个词到处搜索文献了。 采样及采样保持 采样貌似有一套完整的理论，就是《数字信号处理》书中的一堆公式推导，我们这里当然不会那么去说。其实采样最核心的问题就是采样率选择的问题。 根据实际，选择频率分辨率 df 选择做 DFT 的点数 N ，因为 DFT 时域点数和变换后频域点数相同，则采样率可确定， Fs=N*df Fs 是否满足 Nyquist 的采样定理 ? 是， OK ，否则增加点数 N ，重新计算 2 。 我们希望 df 越小越好，但实际上， df 越小， N 越大，计算量和存储量随之增大。一般取 N 为为 2 的整数次幂，不足则在尾端补 0 。 这里给出我的一个选择 Fs 的方案流程图，仅供参考。 采样后还有一个重要的操作是采样保持 (S/H) 操作，采样脉冲采样后无法立刻量化，这个过程要等待很短的一个时间，硬件上一般 0. 几个 us ，等待量化器的量化。 注意，在量化之前，所有的信号都是模拟信号，模拟信号就有很多干扰的问题需要考虑，这里只是从总体上给出我对整个过程的理解。更多细化的方案还需要根据实际信号进行研究。 量化 我们可以先直观的看一下量化的过程： 量化有个关键的参数，叫量化位数，在所有的 AD 转换芯片 ( 如 AD7606) 上都能看到这个关键的参数，常见的有 8bit ， 10bit ， 12bits ， 16bit 和 24bit 。 如上图，以 AD7606 为例， AD7606 是 16bit 的 AD 芯片，量化位数指用 16bit 来表示连续信号的幅值。因此，考虑 AD 的测量范围 (AD7606 有两种：± 5V 和± 10V), 则 AD 分辨率是： ± 5V: (5V-(-5V)) / (2^16) = 152 uV ± 10V: (10V-(-10V)) / (2^16) = 305 uV 量化位数越高， AD 分辨率越高，习惯上， AD 分辨率用常用 LSB 标示。 因此， AD7606 中对于某个输入模拟电压值，因为存在正负电压，若以 0V 为中间电压值，范围为± 5V 时 AD 转换电压可计算为： AD7606 若使用内部参考电压， Vref=2.5V 。哦对了，这又出现个参考电压。参考电压与 AD 量化的实现方式有关，从速度上分串行和并行，串行包括逐次逼近型，并行方式包括并行比较式，如下图 ( 左：串行，右：并行 ) 。 AD7606 是使用逐次逼近型的方式。 AD 转换芯片另外两个重要参数是转换时间 ( 转换速率 ) 。并行 AD 的转换速率比串行的要高。但并行比较的方式中电阻的精度对量化有影响。 接着，我们还将介绍一个重要的概念：量化噪声。量化噪声对应量化信噪比，其公式如下是 SNRq= (6.02N + 4.77) dB 。 其中 N 为量化位数对于 N=12, SNRq ≈ 70dB ，而 N=16, SNRq ≈ 94dB 。 从中可以看出：每增加 1bit 量化位数， SNRq 将提高 6.02dB ，在设计过程中，如果对方有信噪比的要求，则在 ADC 选型时就要选择合适位数的 ADC 芯片。 明显的，并不是量化位数越高越好，量化位数的提高将对成本、转换速度、存储空间与数据吞吐量等众多方面提出更高的要求。同时，我们尽量提高量化噪声的前提是信号的 SNR 已经比较低了，如果信号的 SNR 比量化噪声还高，努力提高量化噪声将是舍本求末的做法。 关注公众号“优特美尔商城”，获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯，欢迎留言讨论。

在电路设计和 PCB 布线中，常常会在 IC 之间的信号线上接一个小电阻，这是为什么呢？这篇文章将从几个方面来分析这个问题。 一、防止反射 当信号线上的电压发生变化时，信号会以一定的速度从信号源向信号终端传输，这个速度是受到信号线的长度、传输介质的特性以及电路特性的影响。当信号线长度超过一定范围时，信号在传输过程中可能会发生反射。 反射指的是信号在信号线上的传输过程中，由于电阻、电感等因素的影响，导致部分信号反弹回去，与原信号叠加在一起形成衰减、畸变等现象。这会对信号的传输造成不良影响。 在电路设计中，为了避免信号的反射，常常会在信号线上串联一个小电阻，这个电阻被称为终端电阻。终端电阻可以通过阻抗匹配的方式消除反射，并提高信号的传输质量和速度。 二、抑制噪声 在电路中，信号线会受到各种噪声的影响，例如电源噪声、地噪声、 EMI 干扰等。这些噪声信号会通过信号线传输到电路的其他部分，导致电路的工作不稳定、误差增大等问题。 为了抑制噪声的影响，可以在信号线上串联一个小电阻，这个电阻被称为串联电阻。串联电阻可以通过阻抗匹配的方式降低噪声的传输效果，并减少信号线受到的干扰。 三、控制电流 当信号线上的电压发生变化时，信号线中会产生电流。这个电流会对电路的其他部分产生影响，例如引起电路的干扰、噪声等问题。 为了控制电流的大小，可以在信号线上串联一个小电阻，这个电阻被称为串联电阻。串联电阻可以限制电流的大小，从而控制信号线对电路的其他部分产生的影响。 四、防止短路 当信 号线与其他线路或元件相连时，可能会出现短路的情况。这会导致电路的短路保护电路触发，使电路停止工作。 为了避免短路的发生，可以在信号线和其他线路或元件相连的地方串联一个小电阻，这个电阻被称为串联电阻。串联电阻可以限制电流的大小，从而防止短路的发生，保护电路的正常工作。 五、保护 IC 在电路中， IC 是一个非常重要的元件，其功能的稳定性和寿命直接影响整个电路的性能和寿命。为了保护 IC ，常常会在 IC 引脚和其他线路相连的地方串联一个小电阻，这个电阻被称为串联电阻。 串联电阻可以限制 IC 引脚上的电流和电压，从而保护 IC 不受过大的电流和电压的影响。这可以延长 IC 的寿命，提高电路的稳定性和可靠性。 综上所述， IC 之间的信号线上接一个小电阻的目的有很多，包括防止反射、抑制噪声、控制电流、防止短路和保护 IC 。这些措施都是为了提高电路的稳定性、可靠性和性能。在实际的电路设计中，需要根据具体的情况选择合适的电阻值和接法，以达到最佳的电路效果。 关注公众号“优特美尔商城”，获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯，欢迎留言讨论。

1. 关键词（应用技术） Radar，FMCW，M8195A，MXR604A，89601C 2. 摘要 FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波）雷达是现今应用最广泛的雷达技术之一。它具有特别好的range resolution（即分辨两个距离较近的目标的能力），FMCW雷达发射的RF信号频率会随着时间而改变，在一定的带宽（Bandwidth）范围内进行扫描。 Keysight M8195A 任意波形发生器（AWG）在一个单插槽 AXIe 模块上同时提供多达 4 个输出通道，采样率高达 65 GSa/s，带宽高达 25 GHz，垂直分辨率为 8 位。M8195A 任意波形发生器的丰富功能可以为您生成需要的信号，满足数字应用、光电通信、先进研究、宽带雷达和卫星通信等应用的需求。 3. 测试系统搭建 3.1. 仪器/附件/软件清单 3.2. 连接示意图 4. 测试步骤 4.1. 连接设备仪器 连接好的场景图如下图所示。 4.2. 操作步骤 雷达信号生成 M8195A雷达信号参数设置 1) PC打开M8195A软件面板，进入Radar waveform选项 2) 按图示设置radar信号参数 设置脉冲调制为FMCW（线性调频），并把波形download(Send)到M8195A 3) 打开M8195A输出并播放波形文件 雷达信号（FMCW）分析 MXR604A FMCW 信号分析设置 1) 示波器CH1阻抗设置成 https://www. eteforum.com/admin/indu stry 50Ω 2) 调整示波器CH1的时间和幅度，以便观察清楚脉冲信号的幅度和周期 此处可以看到脉冲信号幅度略高于200mv，周期2us 3) 示波器上进入89601C,点击Input--Analog--Auto-range--Auto-range ALL 4) 设置Trigger Style—Channel，Trigger Level—200mv 5) 设置中心频率和带宽（Freq=1GHz；Span=200MHz）. MeasSetup--Frequency--Center-1GHz；Span-200MHz 6) 进入FMCW信号分析界面 MeasSetup--Measurement Type--Radar Analysis--FMCW Radar 7) 设置FMCW信号分析参数 MeasSetup--Measurement Type--Radar Analysis--FMCW Radar Properties --Reference Synchronization--Auto-Detect Setup--Min Region Time Length --450ns 8) 设置抓取时间长度，和抓取采样点数（Time--Acquisition Length-23us，Extra Acquisition-10000 samples） 9) 观察分析结果 ——作者 君鉴科技 ——来源 每日E问eteforum

蛇形走线是PCB设计中会遇到的一种比较特殊的走线形式(如下图所示)，很多人不理解蛇形走线的意义。下面对蛇形走线的意义进行简单介绍。 蛇形走线，因为应用场合不同而具不同的作用： 一、电脑主板 如果蛇形走线在计算机板中出现，其主要起到一个滤波电感和阻抗匹配的作用，提高电路的抗干扰能力。计算机主机板中的蛇形走线，主要用在一些时钟信号中，如 PCI - Clk,AGPCIk、IDE、DIMM 等信号线。 二、 收音机天线电感线圈 若在一般普通PCB板中，除了具有滤波电感的作用外，还可作为收音机天线的电感线圈等等。如2.4G的对讲机中就用作电感。 三、信号布线严格等长，解决时滞造成的隐患。 对一些信号布线长度要求必须严格等长，高速数字PCB板的等线长是为了使各信号的延迟差保持在一个范围内，保证系统在同一周期内读取的数据的有效性(延迟差超过一个时钟周期时会错读下一周期的数据)。 如 INTELHUB架构中的 HUBLink，一共13根，使用233MH.的频率，要求必须严格等长，以消除时滞造成的隐患，绕线是惟一的解决办法。一般要求延迟差不超过1/4时钟周期，单位长度的线延迟差也是固定的，延迟跟线宽、线长、铜厚、板层结构有关，但线过长会增大分布电容和分布电感，使信号质量有所下降。 所以时钟1C引脚一般都接 RC端接，但蛇形走线并非起电感的作用。相反地，电感会使信号中的上升沿中的高次谐波相移，造成信号质量恶化，所以要求蛇形线间距最少是线宽的两倍。信号的上升时间越小，就越易受分布电容和分布电感的影响。 四、分布参数LC滤波器 蛇形走线在某些特殊的电路中起到一个分布参数的LC滤波器的作用。 总结： PCB蛇形运用是根据场景变化的，欢迎补充，谢谢！

E8267D+M8190A连接示意图： E8267D接口在背面板，下图 红色 （ I OUT，I-bar OUT ）和 蓝色 线（ Q OUT，Q-bar OUT ） E8267D要求：016wideband选件 设置：仪表面板上的I/Q按键，打开I/Qon，选择I/Q路径为外部背面板输入： 频率输入为需要的载波频率； M8190A设置： IQtools中设置外部上变频之后的频率（载波频率） 以1Gsymbol rate，0.35滚降系数 ，QPSK调制模式为例：VSA解调结果如下： M8190A 宽带信号校准 1.先设置宽带调制信号 2.Download 3.直接使用VSA校准，即可得到校准之后的宽带信号； 先清除之前的校准数据，再使用in-system cal 校准完成之后，可以看出EVM从原来的10%改善到2.5%。 ——作者 君鉴科技/杨云刚 ——来源 每日E问eteforum