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将低通滤波器添加到ADC模型和DAC建模

3月02,2021通过Wes Brodsky.

在关于建模adc的本系列的最后一部分中,我们将讨论另一个模型,并简要介绍DAC模型。

最后,我们将讨论一个用于ADC模拟的模型。

你可以通过以下链接跟上对话:

请记住,缩略语、词汇表和参考文献的完整列表可以在该系列的第一条文章

一个更好的ADC模型的提案

双音测试信号提供了与ADC性能的更多信息而不是单音。您的作者模型为特定ADC提供了良好的匹配,因此可以方便地运行误码率模拟。此ADC恰好具有非常宽的输入带宽。

对于具有较低带宽的ADC,如图1所示,添加一个低通滤波器会给出一个更好的模型。

图1所示。基于的改进的ADC模型前一篇文章

此外,如第一个部分所讨论的我们的上一篇文章,一个改进的模型将允许添加多达6db的加性高斯白噪声,以提供更好的匹配实际ADC的噪声底面。

制造商的模型是一个“行为”模型,而不是一个精确的模型。最好对详细的SPICE模型进行相同的比较,或者在实际的物理设备上进行测量。

数模转换器(DACS)的模型

引用[19]到[26]表示某种DAC模型,而[27]到[29]描述的是DAC的特征,而不是模型。在这些呈现模型中([19],[20],[22],[23])呈现的模型似乎是DAC设计者感兴趣的,而不是用户,给出了详细的具体模型来确定诸如信噪比,或者时钟抖动对输出频谱的影响。

其他人提出的模型似乎过于简单。这些是[25],它只考虑裁剪而不考虑量化;以及[26],它将量化和裁剪建模为加性过程,仅对高斯输入有效。

参考[21]使用等式的DAC输入(x(t))模拟DAC输出(Y(t)):

Y (t) = x(t) + Y总部(x(t))+ y厘米(x(t))+ y矢量量化(x (t))

等式1

这些是对应的术语:

  • y总部(x(t))占“水平量化”(理想的时间采样)
  • y厘米(x(t))解释“时钟源调制”(时钟抖动)
  • y矢量量化(x(t))表示“垂直量子化”(振幅量子化),包括积分非线性。

这些术语的表达式并不十分复杂,因此可以作为dac仿真的一个很好的模型。输入,x (t),可以来自调制算法的浮点实现,或者从带有输出m位的固定点,其中m> ne;Ne是DAC的有效位数。

参考文献[24]提出了一种考虑微分非线性、积分非线性、增益误差和偏移误差、脉冲畸变面积和沉降时间的模型。

[24]的图5显示了模型的框图。它由添加到DNL的添加剂随机误差组成;添加时间的确定性函数来模拟故障;多项式函数模拟INL,增益和偏移误差;延迟和时缝(文中没有解释);低通滤波器以模拟建立时间;和噪声模型(也没有在文中解释)。从[24]的图5可以修改一些,在此处产生图2,这是图1中ADC模型的倒数;如果由于量化引起的输出噪声不够,则添加添加剂噪声。

图2。对Naoues, M.的DAC模型的修改;Morche d;Dehos c;巴拉克,r;Ghazel,,[24]

读者可能想知道为什么,因为DAC的输入已经是数字,所以需要图2中的采样器和量化器。

通常,为模拟,一个连续时间,浮点,算法是可用的;而且,把它转换成定时定点的版本也不值得花钱。(连续时间是指模拟采样频率足够高,没有采样效果。)而且,DAC接口上可用的实际位元数(发布的位元数)通常大于ENOB。


您对系统仿真建模ADC(和DAC)有什么其他问题?在下面的评论中分享您的想法。

参考

DAC分析,模型,仿真,测试和规格

[19] Wikner,J.J .;Niankiang Tan,“电信电路的CMOS数模转换器建模”,电路和系统II:模拟和数字信号处理,IEEE交易,1999年5月,第48页,第48,49,49,499页

[20] Angrisani,L .;D'ARCO,M.,“数字到模拟转换器中建模时机抖动效应”,IEEE交易,IEEE交易,Vol.58,No.2,PP.330,336,2009年2月

[21] d'apuzzo,m ;;D'Arco,M .;liccardo,a;Vadursi,M.,“建模DAC输出波形”,IEEE交易,IEEE交易,2010年11月,2010年11月,第21号PP.2854,2862

[22] Myderrizi,我;Zeki,A,“当前转向数字到模拟转换器:功能规范,设计基础和行为建模,”天线和传播杂志,IEEE,Vol.52,No.4,PP.197,208,2010年8月。

[23] Sang Min Lee;Taleie克里;Saripalli,广义相对论;Dongwon Seo,“一种基带无线发射机DAC的时钟相位噪声诱导TX泄漏估计”,《电路与系统II:快速摘要》,IEEE Transactions on IEEE, vol.59, no. 1。5, pp.277,281, 2012年5月

[24] Naoues,M。Morche d;Dehos c;巴拉克,r;Ghazel,A,“Wirelesshd系统规范的新行为DAC建模技术”,电子,电路和系统,2009. ICECS 2009.第16届IEEE国际会议,VOL。,NO.,PP.543,546,2009年12月13日至13日。

[25] Kitaek Bae;长九胫啉;权力,e.j.,“在非线性存在下存在的映射的OFDM系统的性能分析”无线通信,IEEE交易,2013年5月,第2311,2322卷,第5号PP.2314,2322

林文华,“直接检测离散多频噪声的整形量化和裁剪失真”,《光波技术》,vol.32, no. 1。9,页1750,1758,2014年5月1日

[27] Engel,G .;FAUE,D.E;Toledano,A,“RF数字到模拟转换器能够直接合成通信信号,”通信杂志,IEEE,Vol.50,2012年10月,第108,116号PP.108,116

[28]皮尔森,克里斯;高速,数字到模拟转换器基础知识;德州仪器应用报告SLAA523A;2012

[29]蒙丁蒙丁;“了解高速DAC测试和评估”;Analog Devices应用笔记AN-928;2013年

1评论
  • W
    Wesbrodsky. 2021年4月1日

    本文中的图1应该在“模拟信号输入”和“理想采样器”之间有一个低通滤波器。

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