采样与频谱搬移IX(f)If>2fBAnalog signalx(t)IdealsamplingDiscretetimerepresentationx[n]Idealsamplingx(t)(t-nT,)xa(t) = x(t).Bod[Xe(f)]n=-ReplicaMultiplicationintimemeans2f.Bf-Bf,f,+BconvolutioninfrequencyX(0)f<2fB11≥x(-m)X(f)=-TimeT,=1/f,B采样后频谱混叠[Xa(f)]奈奎斯特采样定理：AliasingAliasing满足信号不失真的最低采样频率为f,≥ 2fBf-BBf.f,+B2f.四少大模数转换器IANHAOTONGUNIVERSITY11/242LabofMixed-SignalSystems
模数转换器 11 /242 Lab of Mixed-Signal Systems 采样与频谱搬移 fs>2fB fs<2fB • 奈奎斯特采样定理： 满足信号不失真的最低采样频率为 fs ≥ 2fB 采样后频谱混叠
混叠的时域表现fsig=101kHzfsig=1101kHzopniaTimeTime1000Hz=899kHzfsigTVsig(n)=cosT101=COS41.1000采样无法区分fsig土nfs的信号TimeWF模数转换器XIANHAOTONGUNIVERSIT12/242Lab ofMixed-Signal Systems
模数转换器 12 /242 Lab of Mixed-Signal Systems 混叠的时域表现 采样无法区分fsig±nfS的信号
混叠的危害和解决办法A/DConversion混叠使得ADC的输出频谱中叠加DigitalAnalogOutDigitalIn了原始信号的高频分量FilterDigitalAnti-aliasSamplingQuantization解决方案：采样前加入AAFCodingFilteringAmplitudeFilterContinuousTimefin2f.f42fs0fsDiscreteTime0.5fif,00.5型交通大学模数转换器IANIAOTONGUNIVERSITY13/242LabofMixed-SignalSystems
模数转换器 13 /242 Lab of Mixed-Signal Systems 混叠的危害和解决办法 混叠使得ADC的输出频谱中叠加 了原始信号的高频分量 解决方案: 采样前加入AAF
根据f与fi.的大小关系对ADC分类乃奎斯特ADC：Jsample>2fsig_max亚采样ADC的频谱实际要求略微过采样Amplitude过采样ADC: Jsample>>2fsig_maxBPFilter降低滤波器的要求八ContinuousTime降低量化噪声Js用信号处理实现噪声整形：Z△ADC亚采样ADC： Jsample<2fsig_max利用混叠现象DiscreteTime带通采样fif,00.5西学文通大学模数转换器XIANIIAOTONGUNIVERSITY14/242LabofMixed-SignalSystems
模数转换器 14 /242 Lab of Mixed-Signal Systems 根据fs与fsig的大小关系对ADC分类 乃奎斯特ADC： fsample> 2fsig_max 实际要求略微过采样 过采样ADC： fsample>> 2fsig_max 降低滤波器的要求 降低量化噪声 用信号处理实现噪声整形：ΣΔ ADC 亚采样ADC ：fsample< 2fsig_max 利用混叠现象 带通采样 亚采样ADC的频谱
A/D和D/A理想模型DigitalAnalogA/DOutInConversion2,7, 0, 15, ..SamplingAnti-aliasQuantizationFilteringAnalogDigitalOutDIAInD→ATConversion2, 7, 0, 15, ..DACAnalogReconstructionHoldFiltering西学文通大学模数转换器KIANJIAOTONCUNIVERSIT15/242Lab of Mixed-Signal Systems
模数转换器 15 /242 Lab of Mixed-Signal Systems A/D 和D/A理想模型