Анализ реализации УВАС по заданным техническим параметрам

Сразу отметим, что как указано в работах [3,4,5,6] при работе с АЦП могут возникать различные проблемы и вопросы, особенно у инженеров, имеющих небольшой опыт.
Почему фильтр защиты от наложения спектров подавляет не все паразитные сигналы на входе АЦП?
Важно понимать, что общая полоса пропускания АЦП может быть очень широкой, даже если АЦП имеет невысокую частоту дискретизации. Для избавления от помех и шумов, которые могут перегрузить АЦП или проникнуть в полосу полезного сигнала, на входе АЦП ставится фильтр защиты от наложения спектров, которое возникает в случае, если частота дискретизации fs меньше удвоенной максимальной частоты fa в спектре полезного сигнала (см. рис. 1).
Рисунок 1 - Эффект наложения спектров при fs 2fa
Полоса пропускания защитного фильтра должна совпадать с диапазоном входного сигнала АЦП, однако при этом нельзя забывать о полосе заграждения — необходимо удостовериться, что в нее попадают все нежелательные частоты, лежащие далеко за пределами частоты выборки

. Иначе при работе в режиме передискретизации шумы и прочие помехи могут наложиться на многочисленные отображения сигнала и, соответственно, проникнуть на выход АЦП. Например, если частота дискретизации АЦП равна 100 МГц, а частота пропускания — 1 ГГц, то фильтр должен отсекать шумы в диапазоне до 1 ГГц, а не до 200 МГц, как следует из теоремы Котельникова. Некоторые типы фильтров, например, эллиптические, многоступенчатые или Чебышева, особенно подвержены этому эффекту. Соответственно, при выборе фильтра необходимо обращать внимание как на его входной, так и на выходной диапазон частот. Поправить дело поможет такой нехитрый прием как добавление простого ФНЧ на входе АЦП. Однако при этом будет увеличено число элементов схемы, а полоса полезного сигнала дополнительно ослабится. Чтобы избавиться от двусмысленности, достаточно выбрать (она у нас задана до 35 кГц) амплитудно-частотную характеристику фильтра на всей полосе пропускания АЦП