在本系列 ADC 建模的最后一部分中，我們將討論另一個(gè)模型，并簡(jiǎn)要介紹 DAC 模型。

我們通過討論建議的 ADC 仿真模型來結(jié)束我們的系列文章。

您可以通過以下鏈接了解對(duì)話：

如何為系統(tǒng)仿真建模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器?

使用有效位數(shù) (ENOB) 對(duì) ADC 進(jìn)行建模

使用互調(diào)多項(xiàng)式和有效位數(shù)對(duì) ADC 進(jìn)行建模

請(qǐng)記住，在本系列的第一篇文章中可以找到完整的縮寫詞列表、詞匯表和完整的參考文獻(xiàn)列表。

一個(gè)更好的 ADC 模型的建議

雙音測(cè)試信號(hào)比單音提供更多關(guān)于 ADC 性能的信息。您作者的模型與特定 ADC 的制造商模型非常匹配，因此可以方便地運(yùn)行誤碼率模擬。該 ADC 恰好具有非常寬的輸入帶寬。

對(duì)于帶寬較低的 ADC，添加如圖 1 所示的低通濾波器將提供更好的模型。

圖 1. 基于上一篇文章的改進(jìn)型 ADC 模型

此外，如我們上一篇文章的第一部分所述，改進(jìn)的模型將允許添加高達(dá) 6 dB 的附加高斯白噪聲，以更好地匹配真實(shí) ADC 的本底噪聲。

制造商的模型是“行為”模型，而不是精確模型。最好對(duì)詳細(xì)的 SPICE 模型或?qū)嶋H物理設(shè)備上的測(cè)量進(jìn)行相同的比較。

數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 模型

參考文獻(xiàn) [19] 到 [26] 介紹了某種 DAC 模型，而 [27] 到 [29] 描述了 DAC 的特性，而不是模型。在這些展示模型中，大多數(shù)([19]、[20]、[22] 和 [23])展示了 DAC 設(shè)計(jì)人員而非用戶似乎感興趣的模型，提供了詳細(xì)的特定模型來確定諸如 SNR 或輸出頻譜上的時(shí)鐘抖動(dòng)。

其他人提出的模型似乎太簡(jiǎn)單了。這些是[25]，它只考慮了沒有量化的裁剪;和 [26]，將量化和裁剪建模為加性過程，僅對(duì)高斯輸入有效。

參考文獻(xiàn) [21] 將 DAC 輸出 (y(t)) 建模為 DAC 輸入 (x(t)) 的函數(shù)，使用以下公式：

y(t) = x(t) + y HQ (x(t)) + y CM (x(t)) + y VQ (x(t))

等式 1

這些是相應(yīng)的術(shù)語(yǔ)：

y HQ (x(t)) 考慮了“水平量化”(理想的時(shí)間采樣)

y CM (x(t)) 說明“時(shí)鐘源調(diào)制”(時(shí)鐘抖動(dòng))

y VQ (x(t)) 考慮了“垂直量化”(幅度量化)，包括積分非線性。

這些項(xiàng)的表達(dá)式并不是非常復(fù)雜，因此這可能是模擬 DAC 的一個(gè)很好的模型。輸入x(t)可以來自調(diào)制算法的浮點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，或者來自具有輸出 M 位的定點(diǎn)算法，其中 M > NE;其中 NE 是 DAC 的有效位數(shù)。

參考文獻(xiàn) [24] 提出了一個(gè)模型，該模型考慮了微分非線性 (DNL)、積分非線性 (INL)、增益和偏移誤差、毛刺脈沖區(qū)域和穩(wěn)定時(shí)間。

[24] 的圖 5 顯示了模型的框圖。它由加性隨機(jī)誤差組成，用于對(duì) DNL 進(jìn)行建模;添加時(shí)間的確定性函數(shù)來模擬故障;用于對(duì) INL、增益和偏移誤差進(jìn)行建模的多項(xiàng)式函數(shù);延遲和時(shí)間轉(zhuǎn)換(文中沒有解釋);一個(gè)低通濾波器來模擬建立時(shí)間;和噪聲模型(文中也沒有解釋)。[24] 中的圖 5 可以進(jìn)行一些修改，在這里生成圖 2，它是圖 1 中 ADC 模型的逆;如果量化引起的輸出噪聲不夠，則可以添加附加噪聲。

圖 2. 來自 Naoues, M. 的 DAC 模型的修改;莫什，D.;德霍斯，C.;巴拉克，R.;和 Ghazel, A, [24]

讀者可能想知道為什么因?yàn)?DAC 的輸入已經(jīng)是數(shù)字的，所以還需要圖 2 中的采樣器和量化器。

通常，對(duì)于模擬，可以使用連續(xù)時(shí)間、浮點(diǎn)算法;將其轉(zhuǎn)換為時(shí)鐘定點(diǎn)版本是不值得的。(連續(xù)時(shí)間意味著模擬采樣頻率足夠高，因此沒有采樣效應(yīng)。)此外，DAC 接口上可用的實(shí)際位數(shù)(廣告位數(shù))通常大于 ENOB。