接收机指标中补充最后一个需要关注的指标,虽然这个指标也是选好以后我们管不了(完全靠设计师的选择),但是它里面涉及一些重要的原理知识。
一、ADC是啥
A是interwetten与威廉的赔率体系 ,D是数字,ADC就是模数转换器,它是一个将模拟信号采样后转换成数字信号(也就是类似电脑中的数据),这就是数字化的过程。
通过天线发射和接收的都是模拟信号,不能是数字信号,所以在所有无线电设备中,不管发射还是接收,最终要通过天线进行发和收,都必须是模拟信号。发射时,先将数字信号转换成模拟信号,需要使用DAC(与ADC相反);将收到的模拟信号数字化,需要用ADC进行转换。
二、ADC的简单原理
这里先说一下模拟信号和数字信号是怎么回事。模拟信号可以用日常看到的一些事物来类比,比如跑步时跑动的距离就是随着时间连续变化的、太阳运动时也是连续变化的,对于信号来说,其幅度随时间连续变化,这就是模拟信号,可见,模拟信号是连续的(幅度连续变化,不会跳变,信号与系统中出现的一些信号并不存在,仅用于理论分析而已);对于数字信号来说,它用一组数字来表示信号(因此,它是用数据来近似一个真实信号),信号此时是离散的,也就是有跳变,中间跳过了一些幅度值,得到数据经过与时间结合起来看就像是楼梯一样。数据记录的就是跳变点的时刻和幅度值。
通过上面的说明,要将一个连续的东西变成数字的,也就是变成离散的,就需要在一定的时刻读取模拟信号的幅度值,这个过程叫做采样,那么这里出现一个疑问,采样之后怎么保证这组数据还是能够表示原来的信号呢?这里自然有一些要求,主要就是采样的速度问题,一般的准则是必须符合奈奎斯特采样定理,也就是采样的频率(采样周期的倒数)至少是信号最高频率的2倍以上。当然,还有一种所谓的带宽采样定理,也就是采样频率满足信号带宽(带宽是个频率差值)的2倍以上,它针对的信号变换到零中频之后,此时带宽就和信号的最高频率值相等了。
好,进行采样之后,得到了一组数据,似乎数字化就完成了,实际上这组数据还不行,因为得到的值还需要是0和1这种二进制来表示(计算机里面只能处理0和1),所以下一步就需要将得到的数据用0、1来编码,这个过程叫做量化,量化中就涉及用几位数字(也就是几个0或1)来表示信号幅度的问题,如果用4位数字,那么它最多表示16种不同的信号幅度值,如果用5位,那么它最多表示2 ^5^ =32种信号幅度,因此根据信号幅值变化情况,不同雷达中采用的是位数差异很大的ADC。同时,量化过程会产生误差,比如采样得到两个值:1.10101和1.10102,在量化中可能得到的就是一个相同的数字,这就出现了量化误差。如果用更多位的ADC,那么就可以表示更多层级的值,也就可能将这两个信号用不同的数字表示出来。
三、ADC相关参数
通过以上介绍,可以很明显的看到ADC的两个参数:采样频率和位数,这个是其核心指标,能够有更好的采样率和位数自然更好,但是要看雷达系统是否需要如此高的采样率和位数,也就是需要和系统匹配选择,单纯将ADC选高的意义并不大,因为数据的最终处理是在后端的信号处理和数据处理。
另外ADC还有一些参数如:1.动态范围,这个和我们前面说的接收机动态范围一样,自然越大越好;2.量化噪声,ADC作为一种电子器件,本身自然也有噪声的问题,自然是越小越好;3.接口,使用不同的接口可以应用于不同的场景中,不同的接口可能有不同的衰减,这也是需要考虑的。
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