什么是高速转换器

作为“现实世界”模拟域和由1和0组成的数字世界之间的网关，数据转换器是现代信号处理中的关键元素之一。 在过去的30年中，数据转换领域出现了许多创新技术。 这些技术不仅促进了从医学成像到蜂窝通信，再到消费音频和视频等各个领域的性能改进和体系结构进步，而且在实现新应用方面也发挥了作用。 重要角色。
　　 宽带通信和高性能成像应用的不断扩展凸显了高速数据转换的特殊重要性：转换器必须能够处理10 MHz至1 GHz带宽的信号。 人们通过各种转换器架构来实现这些更高的速度，每种转换器架构都有自己的优势。 高速在模拟域和数字域之间来回切换也给信号完整性带来了一些特殊的挑战，不仅是模拟信号，而且还有时钟和数据信号。 了解这些问题不仅对于组件选择很重要，而且还会影响整个系统体系结构的选择。

1.更快
　　在许多技术领域中，我们习惯于将技术进步与更高速度联系在一起：从以太网到无线局域网再到蜂窝移动网络，数据通信的本质是不断提高数据传输速率。 随着时钟速率的提高，微处理器，数字信号处理器和FPGA迅速发展。 这些器件主要受益于蚀刻工艺尺寸的缩小，从而实现了更快的开关速度，更小的尺寸（以及更低的功耗）晶体管。 这些进步创造了一个环境，其中处理能力和数据带宽呈指数增长。 这些强大的数字引擎在信号和数据处理要求方面带来了同样的指数增长：从静态图像到视频，再到带宽和频谱，无论是有线还是无线。 以100 MHz时钟频率运行的处理器可能能够有效地处理1 MHz至10 MHz带宽的信号：以几GHz时钟频率运行的处理器可以处理数百MHz的信号带宽。
自然地，更强大的处理能力和更高的处理速率将导致更快的数据转换：宽带信号扩展了它们的带宽（通常达到物理或监管机构设置的频谱极限），并且成像系统寻求提高每秒像素的处理能力。更快地处理高分辨率图像。 已经对系统架构进行了创新，以利用这种极高的处理性能，并且还存在并行处理的趋势，这可能意味着需要多通道数据转换器。
　　 体系结构中的另一个重要变化是朝着多载波/多通道乃至软件定义系统的趋势。 传统的模拟密集型系统在模拟域中完成了许多信号调理工作（滤波，放大，频率转换）。 经过充分的准备后，信号将被数字化。 一个示例是FM广播：给定电台的频道宽度通常为200 kHz，并且FM频段的范围为88 MHz至108 MHz。 传统的接收器将目标站的频率转换为10.7 MHz的中频，过滤掉所有其他信道，并将信号放大到最佳解调幅度。 多载波架构将整个20 MHz FM频段数字化，并使用数字处理技术来选择和恢复目标电台。 尽管多载波方案需要更复杂的电路，但它具有很大的系统优势：系统可以同时恢复多个站，包括边带站。 如果设计得当，甚至可以通过软件对多载波系统进行重新配置，以支持新的标准（例如，在无线电边带中分配的新的高清无线电台）。 这种方法的最终目标是使用可以容纳所有频带的宽带数字转换器和可以恢复任何信号的强大处理器：这就是所谓的软件定义无线电。 在其他领域也有等效的体系结构，包括软件定义的仪器，软件定义的摄像机等。我们可以将它们视为虚拟化的信号处理等效物。 使得像这样的灵活架构成为可能的是强大的数字处理技术和高速，高性能的数据转换技术。
　

2.带宽和动态范围
　　 无论是模拟还是数字信号处理，其基本尺寸都是带宽和动态范围，这两个因素决定了系统可以实际处理的信息量。 在通信领域，Claude Shannon的理论使用这两个维度来描述通信渠道可以承载的信息量的基本理论极限，但是其原理适用于许多领域。 对于成像系统，带宽确定了在给定时间可以处理的像素数量，动态范围确定了最暗的可感知光源和像素的饱和点之间的强度或颜色范围。

数据转换器的可用带宽具有由Nyquist采样理论设定的基本理论极限-为了表示或处理带宽为F的信号，我们需要使用工作采样率至少为2 F的数据转换器（请注意，此规则适用于任何采样数据系统，包括模拟和数字）。 对于实际系统，一定数量的过采样可以大大简化系统设计，因此更典型的值是信号带宽的2.5到3倍。 如前所述，提高处理能力可以提高系统处理更高带宽的能力，并且诸如蜂窝电话，电缆系统，有线和无线局域网，图像处理和仪器之类的系统都在朝着更高带宽的系统发展。 带宽要求的不断提高要求数据转换器具有更高的采样率。
　　 如果带宽维度是直观且易于理解的，则动态范围维度可能会稍微模糊。 在信号处理中，动态范围表示系统可以处理的最大信号（不发生饱和或削波）与系统可以有效捕获的最小信号之间的分布范围。 我们可以考虑两种类型的动态范围：可配置的动态范围可以通过在低分辨率的模数转换器（ADC）之前放置一个可编程增益放大器（PGA）来实现（假设对于12位可配置的动态范围，在4位转换器之前放置8位PGA）：将增益设置为较低值时，此配置可以捕获大信号而不会超出转换器的范围。 当信号太小时，可以将PGA设置为高增益，以将信号放大到转换器本底噪声以上。 信号可能是强站或弱站，或者可能是成像系统中的亮或暗像素。 对于传统的信号处理体系结构，每次仅尝试恢复一个信号，这种可配置的动态范围可能非常有效。
瞬时动态范围更强大：在这种配置下，系统具有足够的动态范围，可以在不削波的情况下同时捕获大信号，同时还可以恢复小信号-现在，我们可能需要一个14位转换器。 此原理适用于许多应用程序-恢复强或弱的无线电信号，恢复手机信号或恢复图像的超亮和超暗部分。 尽管系统倾向于使用更复杂的信号处理算法，但对动态范围的需求也将上升。 在这种情况下，系统可以处理更多信号-如果所有信号都具有相同的强度，并且需要处理两倍的信号，则需要将动态范围增加3 dB（在所有其他条件相同的情况下）。 如前所述，也许更重要的是，如果系统需要同时处理强信号和弱信号，则动态范围的增量要求可能会更大。

3.动态范围的不同度量
　　 在数字信号处理中，动态范围的关键参数是信号表示中的位数或字长：32位处理器的动态范围大于16位处理器的动态范围。 太大的信号将被削波-这是高度非线性的操作，将破坏大多数信号的完整性。 太小的信号（幅度小于1 LSB）将变得不可检测和丢失。 这种有限的分辨率通常称为量化误差或量化噪声，并且可能是确定可检测性下限的重要因素。
　　量化噪声也是混合信号系统中的一个因素，但是有多个因素决定了数据转换器的可用动态范围，并且每个因素都有自己的动态范围。
　　信噪比（SNR）-转换器的满量程与频段总噪声之比。 此噪声可能来自量化噪声（如上所述），热噪声（存在于所有实际系统中）或其他误差项（例如抖动）。
静态非线性-微分非线性（DNL）和积分非线性（INL）-从数据转换器的输入到输出的DC传递函数的非理想度的度量（DNL通常确定动态成像系统范围）。
　　 总谐波失真-静态和动态非线性会产生谐波，可以有效屏蔽其他信号。 THD通常会限制音频系统的有效动态范围。
　　 无杂散动态范围（SFDR）-考虑到相对于输入信号的最高频谱杂散，无论是二次谐波还是三次谐波时钟馈通，甚至是60 Hz的“嗡嗡”噪声。 由于频谱音调或杂散可能会屏蔽小信号，因此SFDR很好地表明了许多通信系统中可用的动态范围。
　　还有其他技术规范-实际上，每个应用程序可能都有其自己有效的动态范围描述方法。 最初，数据转换器的分辨率是其动态范围的良好代表，但在做出实际决策时选择正确的技术规格非常重要。 关键原则是，多多益善。 尽管许多系统可以立即实现对更高信号处理带宽的需求，但是即使要求更高，对动态范围的需求也可能不是那么直观。
值得注意的是，尽管带宽和动态范围是信号处理的两个主要方面，但有必要考虑第三个方面，即效率：这有助于我们回答以下问题：“为了获得更高的性能，我需要多少？成本？” 我们可以从购买价格中查看成本，但是对于数据转换器和其他电子信号处理应用程序，一种更纯净的成本技术度量是功耗。 更高性能的系统-更大的带宽或动态范围趋向于消耗更多功率。 随着技术的进步，我们都在努力降低功耗，同时增加带宽和动态范围。

4.主要应用
　　 如前所述，每种应用在基本信号尺寸方面都有不同的要求，并且在给定的应用中，可能会有许多不同的性能。 例如，一百万个像素的相机和一千万个像素的相机。 图1显示了某些不同应用通常需要的带宽和动态范围。 该图的上部通常称为采样率为10 MHz或更高的高速转换器，可以有效处理4 MHz或更高的带宽。

应该注意的是，该应用程序图不是静态的。 现有的应用程序可能会使用更高性能的新技术来增强其功能，例如高清摄像机或高分辨率3D超声设备。 此外，每年都会出现新的应用程序-新应用程序的很大一部分将位于性能边界的边缘：这要归功于高速和高分辨率的新组合。 结果，转换器性能的优势不断扩展，就像池塘中的涟漪一样。
还应该记住，大多数应用都需要注意功耗：对于便携式/电池供电的应用，功耗可能是主要的技术限制，但是即使对于线路供电的系统，我们也开始发现信号处理组件（无论是否为数字形式）功耗最终都会限制给定物理区域中系统的性能

5.技术发展趋势和创新-如何实现...
　　 鉴于这些应用继续提高了高速数据转换器的性能要求，因此业界已经通过持续的技术进步对此做出了回应。 由于以下因素，技术推动了先进的高速数据转换器：
　　 处理技术：摩尔定律和数据转换器-半导体行业数字处理性能的不断提高对所有人来说都是显而易见的。 主要驱动因素是晶圆加工技术朝着更精细的间距光刻工艺发展的巨大进步。 深亚微米CMOS晶体管的开关速率远远超过其先前的开关速率，从而使控制器，数字处理器和FPGA的工作时钟速率达到了几GHz步长。 诸如数据转换器之类的混合信号电路也可以利用刻蚀工艺的这些优势，借助“摩尔定律”来达到更高的速度-但是对于混合信号电路，这是有代价的：更高级的工作电源蚀刻工艺的电压具有连续降低的趋势。 这意味着模拟电路的信号摆幅正在缩小，从而增加了将模拟信号保持在热本底以上的难度：以降低的动态范围为代价获得更高的速度。
先进的体系结构（这不是原始时代的数据转换器）-尽管半导体工艺取得了长足的发展，但在过去的20年中，高速数据转换器领域也掀起了一波数字浪潮架构，以惊人的效率实现更高的效率带宽和更大的动态范围做出了巨大贡献。 传统上，高速模数转换器有多种架构，包括全并行架构（ash），折叠架构（folding），交错架构（interleaved）和流水线架构（pipeline），它们仍然非常今天很流行。 后来，传统上用于低速应用程序的体系结构也被添加到高速应用程序阵营中，包括逐次逼近寄存器（SAR）和-。 这些体系结构专门针对高速应用进行了修改。 每种体系结构都有其自身的优缺点：一些应用程序通常根据这些折衷来确定最佳体系结构。 对于高速DAC，首选架构通常是开关电流模式结构，但是这种类型的结构有很多变体。 开关电容器结构的速度正在稳步提高，并且在某些嵌入式高速应用中仍然非常流行。
　　数字辅助方法-多年来，除了工艺和体系结构之外，高速数据转换器电路技术也做出了出色的创新。 校准方法已有数十年的历史，在补偿集成电路组件的失配和改善电路的动态范围方面起着至关重要的作用。 校准已经超出了静态误差校正的范围，并且越来越多地用于补偿动态非线性，包括设置误差和谐波失真。
　　 简而言之，这些领域的创新极大地促进了高速数据转换的发展。

6.实现
　　 宽带混合信号系统的实现不仅仅需要选择正确的数据转换器，这些系统可能对信号链的其他部分也有严格的要求。 同样，挑战是要在更宽的带宽范围内实现出色的动态范围-充分利用数字域的处理能力，以使更多信号进入和离开数字域。
　　—在传统的单载波系统中，信号调理是尽快消除不必要的信号，然后放大目标信号。 这通常涉及选择性滤波和针对目标信号进行微调的窄带系统。 这些经过微调的电路可以非常有效地实现增益，并且在某些情况下，可以使用频率规划技术来确保将谐波或其他杂散排除在频带之外。 宽带系统不能使用这些窄带技术，并且在这些系统中实现宽带放大可能会面临巨大的挑战。
　　传统的CMOS接口不支持远高于100 MHz的数据速率，而低压差分摆幅（LVDS）数据接口的运行频率为800 MHz至1 GHz。 对于更大的数据速率，我们可以使用多个总线接口，也可以使用SERDES接口。 现代数据转换器使用SERDES接口，最大速率为12.5 GSPS（有关规格，请参见JESD204B标准）-可以使用多个数据通道来支持转换器接口中分辨率和速率的不同组合。 接口本身可能非常复杂。
　　—就系统中使用的时钟质量而言，高速信号的处理也可能非常困难。 如图5所示，时域中的抖动/误差被转换为信号中的噪声或误差。当处理速率大于100 MHz的信号时，时钟抖动或相位噪声可能成为可用动态范围内的限制因素。转换器的。 对于这种类型的系统，数字级时钟可能不足，因此可能需要高性能时钟。

向更宽的带宽信号和软件定义的系统迈进的步伐正在加快，并且行业也在不断创新，并且构建更好，更快的数据转换器的创新方法正在出现，从而将带宽，动态范围和功率效率这三个维度推向了新的高度。等级。

 

 

 

多远（长）发射机盖？ 传输范围取决于许多因素。 真正的距离是基于该天线安装高度，天线增益，使用环境像建筑物和其他障碍物，接收机的灵敏度，接收机的天线。 安装天线更高，并使用在农村，距离将更为深远。 实例5W FM发射器在城市和家乡使用： 我有GP天线的美国客户使用5W调频发射器在他的家乡，他与汽车进行测试，它涵盖10km（6.21mile）。 我测试与GP天线5W FM发射器在我的家乡，它覆盖约2km（1.24mile）。 我测试在广州市GP天线5W FM发射，它覆盖大约只有300meter（984ft）。 下面是不同的功率调频发射机的大致范围。 （范围为直径） 0.1W〜5W FM发射器：100M〜1KM 5W〜15W FM Ttransmitter：1KM〜3KM 15W〜80W FM发射器：3KM〜10KM 80W〜500W FM发射器：10KM〜30KM 500W〜1000W FM发射器：30KM〜50KM 1KW〜2KW FM发射器：50KM〜100KM 2KW〜5KW FM发射器：100KM〜150KM 5KW〜10KW FM发射器：150KM〜200KM 如何联系我们的发射器？ 叫我+ 8618078869184或 给我发电子邮件 [电子邮件保护] 1.How远远要在直径覆盖？ 2.How高大的塔你？ 3.Where你从哪里来？ 我们会给你更多专业意见。 关于我们 FMUSER.ORG是一家专注于射频无线传输/录音室视频音频设备/流媒体和数据处理的系统集成公司。我们提供从建议和咨询到机架集成到安装，调试和培训的所有方面。   我们提供调频发射器，模拟电视发射器，数字电视发射器，甚高频UHF发射器，天线，同轴电缆连接器，STL，空中处理，工作室广播产品，射频信号监测，RDS编码器，音频处理器和远程现场控制单元， IPTV产品，视频/音频编码器/解码器，旨在满足大型国际广播网络和小型私人电台的需求。   我们的解决方案包括FM广播电台/模拟电视台/数字电视台/音频视频演播室设备/演播室发射机链接/发射机遥测系统/酒店电视系统/ IPTV直播/流直播/电视会议/ CATV广播系统。   我们正在为所有系统使用先进技术产品，因为我们知道高可靠性和高性能对系统和解决方案非常重要。 同时我们还必须确保我们的产品系统具有非常合理的价格。   我们拥有公共和商业广播公司，电信运营商和监管机构的客户，我们还为数百家小型，本地和社区广播公司提供解决方案和产品。   FMUSER.ORG的出口已超过15年，并在世界各地拥有客户。 在这一领域拥有13年的经验，我们拥有一支专业的团队来解决客户的各种问题。 我们致力于提供极为合理的专业产品和服务价格。 联系电子邮件 ： [电子邮件保护] 我们的工厂 我们有 现代化 的工厂。 欢迎你，当你来到中国参观我们的工厂。 目前，已经有 客户1095 世界各地的参观了我们的广州天河办事处。 如果你来到中国，欢迎您光临惠顾。 以公允 这是我们在2012环球资源参与 香港电子展 . 来自世界各地的客户 终于有机会走到一起。 哪里Fmuser？ 您可以搜索此号码“ 23.127460034623816,113.33224654197693 在谷歌地图中，​​您可以找到我们的fmuser办公室。 FMUSER广州办公室在广州市天河区这是 广州中心 。 非常 近 到 广交会 , 广州火车站, 小贝公路和大沙头 ， 只需要 10分钟 如果拿 出租车 。 欢迎世界各地朋友前来参观，洽谈。 联系方式：天蓝 手机：+ 8618078869184 WhatsApp的：+ 8618078869184 微信：+ 8618078869184 电子邮箱： [电子邮件保护] QQ：727926717 Skype的：sky198710021 地址：No.305室慧兰大厦No.273黄埔大道广州中国邮编：510620 英语： 我们接受所有付款方式，例如PayPal，信用卡，西联汇款，支付宝，Money Bookers，电汇，LC，DP，DA，OA，Payoneer，如果您有任何疑问，请与我联系 [电子邮件保护] 或WhatsApp + 8618078869184 贝宝。  www.paypal.com 我们建议您使用支付宝购买我们的项目，贝宝是购买互联网上的安全方式。 我们的每一个项目列表页面底部的顶部有一个贝宝标识支付。 信用卡。如果您没有贝宝，但你有信用卡，你也可以点击黄色的PayPal按钮与您的信用卡支付。 -------------------------------------------------- ------------------- 但是，如果你没有信用卡，没有一个PayPal帐户或很难得了一个PayPal户头，您可以使用以下方法： 西联汇款。  www.westernunion.com   西联支付对我说： 名字/名字：迎风 姓氏/姓/姓：张 全名：张迎峰 国家：中国 城市：广州  -------------------------------------------------- ------------------- T / T。  通过付费 T / T（电汇/电汇/银行转帐）  第一银行信息（公司账户）： SWIFT BIC：BKCHHKHHXXX 银行名称：中国银行（香港）有限公司，香港 银行地址：香港中环1花园道中国银行大厦 银行代码：012 账户名称：FMUSER INTERNATIONAL GROUP LIMITED 户口号码。 ：012-676-2-007855-0 -------------------------------------------------- ------------------- 第二个银行信息（公司账户）： 受益人：Fmuser International Group Inc 帐号：44050158090900000337 收款银行：中国建设银行广东分行 SWIFT 代码：PCBCCNBJGDX 地址：中国广东省广州市天河区天河路553号 **注意：当您转账到我们的银行账户时，请不要在备注区写任何东西，否则由于政府对国际贸易业务的政策，我们将无法收到付款。 *它将1-2发送付款时明确工作日。 *我们将它发送到您的PayPal地址。 如果你想更改地址，请将您的正确的地址和电话号码给我的电子邮件 [电子邮件保护] *如果包低于2kg，我们将通过邮寄的空运邮寄，需时约15-25days你手上。 如果包比2kg多，我们将通过EMS，DHL，UPS发货，联邦快递快捷速递，大约需要7〜15days你手上。 如果包比100kg多，我们将通过DHL或空运发送。 这将需要大约3〜7days你手上。 所有套餐的形式中国广州。 *包裹将作为“礼物”发送，并尽可能少地清除，买方无需支付“ TAX”。 *舰后，我们会向您发送电子邮件，给你跟踪号码。 保修期。 与我们联系--- >>将物品退回给我们--- >>接收并发送另一个替换物品。 名称：刘晓霞 地址：305Fang HuiLanGe HuangPuDaDaoXi 273Hao TianHeQu中国广州。 ZIP：510620 热线： +8618078869184 请返回到这个地址并记写你的PayPal地址，姓名，提出问题：

我们的其他产品：

铁塔专业防雷系统	专业调频电台设备包	FMUSER FU-1000C 1000W FM 发射器，带 USB 音频输入接口
FMUSER 200W FM 广播包	酒店IPTV解决方案	FMUSER FSN-1000T V5.0 1KW 调频广播发射机