DAC基礎(chǔ)知識(shí)介紹---輸出響應(yīng)(三)

DAC基礎(chǔ)知識(shí)介紹---輸出響應(yīng)(二)

接著上一篇文章，本片文章將繼續(xù)討論零階保持波形、歸零波形和補(bǔ)碼歸零波形。下圖是前面文章已經(jīng)討論過(guò)的典型零階保持波形。它在第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)具有較高的輸出功率，但在第二奈奎斯特區(qū)及更高的奈奎斯特區(qū)內(nèi)，輸出功率較低且滾降陡峭。在采樣頻率（FS）及其整數(shù)倍處，輸出功率降至0。

零階保持（ZOH）波形具有階梯狀的時(shí)間域響應(yīng)，并且其最高功率圖像位于第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)。

這是歸零（Return to Zero，RTZ）重構(gòu)波形。

歸零波形在時(shí)鐘周期的前半部分輸出采樣值，然后在時(shí)鐘周期的后半部分返回零。通過(guò)使時(shí)間域的矩形函數(shù)變短，增強(qiáng)了高頻輸出功率，從而在頻域中產(chǎn)生了更寬的同步響應(yīng)。由于時(shí)間域脈沖的寬度減半，輸出功率在2倍采樣頻率（FS）處降至零。

由于接收脈沖的影響，第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)的輸出功率下降了6分貝。然而，在整個(gè)第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)，響應(yīng)更加平坦。歸零波形通常僅用于第一和第二奈奎斯特區(qū)。

時(shí)域波形顯示，在每個(gè)時(shí)鐘周期的前半部分輸出采樣值后，輸出返回零。由此產(chǎn)生的頻域圖顯示，在較高的奈奎斯特區(qū)內(nèi)存在額外的功率。然而，最高功率圖像仍然位于第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)。

補(bǔ)碼歸零（Return to Complement），通常也被稱為混合模式或RF模式，其工作原理是在時(shí)鐘周期的前半部分輸出采樣值，然后在時(shí)鐘周期的后半部分將采樣值取反。

由此產(chǎn)生的頻域響應(yīng)顯示，在第二奈奎斯特區(qū)內(nèi)具有較高的功率，而在第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)則滾降較大。在直流（DC）和2倍采樣頻率（FS）處，輸出功率降至零。這種模式為第二奈奎斯特區(qū)內(nèi)的應(yīng)用提供了最高的功率。

輸出波形顯示，在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，采樣值及其補(bǔ)碼被輸出。補(bǔ)碼歸零會(huì)產(chǎn)生一種類似包絡(luò)的響應(yīng)?？梢詫⑵湟暈閷⒘汶A保持波形與采樣頻率進(jìn)行混合。在頻域中，我們可以看到最高功率圖像位于第二奈奎斯特區(qū)內(nèi)。在第三奈奎斯特區(qū)內(nèi)有一定的功率，而在第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)則有顯著的衰減。

對(duì)補(bǔ)碼歸零模式稍作調(diào)整，即添加一個(gè)類似歸零波形的短輸出復(fù)位脈沖。這會(huì)使輸出脈沖在時(shí)域上變得更窄，但在頻域上變得更寬。調(diào)整復(fù)位脈沖的寬度可以在輸出功率和平坦度之間做出類似的權(quán)衡，并可用于進(jìn)一步增強(qiáng)高頻輸出功率。這在頻域圖中得到體現(xiàn)，其中紅色的25%接收脈沖在第三奈奎斯特區(qū)內(nèi)產(chǎn)生了良好的輸出功率和平坦度。

時(shí)域波形看起來(lái)與補(bǔ)碼歸零波形相似，都呈現(xiàn)出包絡(luò)形狀。然而，每個(gè)采樣值之間都添加了一個(gè)復(fù)位脈沖。在頻域中，第二和第三奈奎斯特圖像具有較高的功率，而第一奈奎斯特圖像的輸出功率則有所降低。

關(guān)于DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）輸出響應(yīng)的另一點(diǎn)需要注意的是DAC的被動(dòng)損耗和外部組件。由于寄生損耗，DAC將具有有限的輸出帶寬，這是重構(gòu)波形上增加的額外損耗。此外，外部組件（如無(wú)源組件、PCB走線以及變壓器平衡）也會(huì)增加額外的損耗。為了獲得DAC及后續(xù)信號(hào)鏈的總輸出頻率響應(yīng)，可以將這些損耗添加到重構(gòu)波形和重構(gòu)濾波器的頻率響應(yīng)中。