DAC频率响应特性解析：从sinc函数衰减到补偿技术

1 简介

TS-ATX7006 的 AWG（任意波形发生器）模块通过 D/A 转换器产生输出信号。要知道，DAC 的输出在整个频率范围内并不平坦。一般来说，输出信号的频率范围从直流到采样频率的一半（1/2fs）。D/A 转换器的频率响应取决于 sin(x)/x（或 sinc）函数。

理想的采样信号会在采样时刻之间对电压进行内插。这将导致平坦的频率响应

典型的 D/A 转换器将保持输出恒定，直到下一个采样时刻（采样和保持输出）。这将导致阶跃输出，造成非平坦频率响应。每个信号的采样越少，频率响应的衰减就越大。

信号时域中的阶跃会转化为高频频谱图像。这些图像可以在采样率 +/- 信号频率处找到。见下图。靠近 y 轴的黑线为信号频率，采样频率附近的图像标为红色。图像也会随着 sinc 频率响应而衰减，并且取决于 AWG 的模拟（输出）带宽，这是不言而喻的。可以通过插值（数字滤波）和模拟滤波来减少图像的影响。数字滤波会提高有效采样率，从而将图像频率移至更高频率。（低通）模拟滤波器会使输出平滑，从而抑制高频信号。

sinc 函数的方程见上图。0.1dB 频率平坦度约为奈奎斯特频率的 17%（奈奎斯特频率 = 1/2 采样频率）。有两种方法可以补偿 sinc 频率响应：数字滤波和模拟滤波。数字滤波或预均衡技术为 DAC 处理数字数据，可提供 0.1 dB 至 96% 奈奎斯特频率的平坦度。模拟滤波或后均衡技术处理 DAC 的模拟输出数据，可提供 0.1 dB 至 50%奈奎斯特频率的平坦度。这两种方法都会降低（恶化）低输出频率的信噪比。

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Sinc计算器

使用 sinc 计算器可以计算在指定频率和采样频率下由于 sinc 响应而产生的衰减：

Sinc计算器展示图，

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审核编辑 黄宇