缺少一半的信号

Ian Beavers

许多高速ADC现在在内核模数转换之后提供数字后处理功能，为信号采集系统提供更大的灵活性。一个常见的信号处理模块是数字下变频。DDC用于缩小ADC的带宽，减少发送到下游信号链的输出数据量，并为较小的目标信号带宽实现额外的处理增益。其主要功能是通过将相对于已知频率为中心的数字化实数信号转换为以零频率为中心的基带复数信号来充当复数混频器。DDC也常用于复杂的输入信号。

ADC中的DDC功能提供三个组件来处理实际采样数据：

数控振荡器 （NCO），用于为数字混频器生成复正交正弦频率。

用于缩小采样带宽的低通数字滤波器——通常使用有限脉冲响应滤波器（FIR）实现。

用于抽取ADC数据的下采样器。

图1.数字下变频由复杂的NCO与真实数据混合而成，然后对其进行滤波和抽取，以创建I&Q输出数据流。

DDC的第一级是将ADC输出与相位数据的余弦和正交数据的正弦混合或相乘的功能，从而产生和频分量和差频分量。将复数NCO频率与输入信号相乘可创建以和差频为中心的图像。低通滤波器将在所选频率带宽内通过差分频率，同时抑制和频率镜像。DDC输出产生原始信号与I&Q数据的复杂表示。

如果I&Q数据输出被单独处理和解释，信号功率可能看起来已经丢失。但是，由于I&Q数据已被拆分，滤波噪声频谱密度随之降低，因此相对于ADC满量程范围，信号功率似乎较低。这可能会导致错误地看起来像是功率降低 6 dB 或一半信号的信号。然而，新的复数信号在数学上等同于真正的原始信号，尽管经过了滤波，但现在功率在I&Q数据之间分配。

审核编辑：郭婷