謎のスパーを解明する: DDC のせいじゃない！ 最近、デジタル・ダウンコンバータ（DDC） 機能を搭載したアナログ・デバイセズの 高速 ADC で出力スペクトルを評価 していたら、奇妙な現象が発生しました。 謎のスパーの存在を解明してください。 DDC にはデシメーション・フィルタが組み込まれ ており、従来の入力アンチエイリアシング（折返し誤差 防止）フィルタを必要とせずに、対象のベースバンド 信号をデジタルで抽出し、処理すべきデータのペイ ロードを小さくすることができます。質問頂いている 方は、周波数プランをテストして、DDC の通過帯域と 遷移帯域の外にある入力周波数が実際に 100 dB 以 上 減 衰されるか 確 認しようとしました（ 下 の 図を参 照）。デシメーション・フィルタをイネーブルして A/D コンバータ （ADC）の出力データの FFT を実行した結 果、その出力スペクトルにスパーが見られ、減衰は期 待した 100 dB 以上ではなく、わずか 90 dBだった。そ して、入力信号を除去したら、スパーは消えてしまっ た。このスパーはどこから来ているのか？とお聞きに なりたいのでしょう。なぜ、阻止帯域に十分入ってい る信号が通過帯域内にスパーを発生させるのでしょ うか？ 質問者のテスト構成には、 アナログ入力のアンチエイ リアシング・フィルタはなかったということでした。 し たがって、謎のスパーの根本原因についての回答は、 デジタル・フィルタはアナログ側のスペクトル成分を 除去することはできないということになります。これ は、高いサンプル・レートのコンバータを使えばアナ ログ入力のフィルタリング要件を緩和できますが、そ れでもサンプリング・システムのエイリアシングの法 則を無視することはできないことがわかります。高い サンプリング・レートと DDC により、フロント・エンド に強力なアナログ・フィルタがなくても、fS/4 と f S/2 の 筆者紹介： David Buchananは、 1987年にヴァージニア 大学でBSEE（電気工学 士）を取得しました。 アナ ロ グ・デ バ イ セ ズ 、 Adaptec、STMicroelectronics 社においてマー ケティングとアプリケー ション・エンジニアリン グを担当。 さまざまな高性能アナロ グ半導体製品を扱いま した。現在は、 ノースキャ ロライナ州グリーンズボ ロにあるアナログ・デバ イセズの高速コンバー タ製品ラインの上級アプ リケーション・エンジニ アです。 間のブロッカを処理できました。 もっと弱いフィルタで も、3fS/4 以降のスプリアスを除去できるでしょう。 ADC に搭載されている DSP オプションについて考え るとき、ADCがどのように動作するか考えるのを忘れ てしまいがちです。上の図では、ベースバンドのナイ キスト領域のデシメーション・フィルタの応答を正確 に表していますが、コンバータの他のナイキスト領域 で起きることはカバーしていません。 この場合、 フィル タ応答は他の全ての高次ナイキスト領域にエイリア スを生じます。下の図では、最初の 5 つのナイキスト 領域の応答を見ることができます。また、謎のスパー も確認できます。 これは、帯域外の入力トーンの 2 次 高調波がエイリアスを生じたものです。 参考文献 技術資料: Ian Beavers 著「Understanding Spurious-Free Dynamic Range in Wideband GSPS ADCs」、 アナログ・ デバイセズ、2014 年 アナログ・デバイセズの EngineerZone® コミュニティ のブログ: Examining DDCs in Wideband GSPS ADCs̶Part 2 Examining DDCs in Wideband GSPS ADCs̶Part 3 Examining DDCs in Wideband GSPS ADCs̶Part 4 Examining DDCs in Wideband GSPS ADCs̶Part 6 その他のRAQについては、 www.analog.com/jp/raqs をご覧ください。 www.analog.com/jp
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