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COMM RADIO DESIGN performance richieste, in quanto sono composti da diver- si ADC interni che funzionano in parallelo per aumentare la frequenza di campionamento finale. Ognuno di questi deve essere accuratamente allineato e sincronizzato, una procedura che tuttavia non è in grado di evitare i nume- rosi artefatti spettrali 1, 2, 3 generati da errori e differen- ze di fabbricazione tra i vari convertitori. Oltre a questo, i convertitori devono essere in grado di tracciare accura- tamente il segnale analogico in ingresso, campionarlo e convertirlo per prevenire una distorsione lineare. Questi due aspetti, interlacciamento e larghezza di banda, rendo- no la progettazione di convertitori a banda larga piuttosto impegnativa, soprattutto quando è fondamentale garanti- re un’alta fedeltà, come in applicazioni radio avanzate e strumentazione. L’AD9213 si dimostra all’altezza della sfi- da, grazie alla sua eccellente linearità rispetto a qualsiasi tipo di segnale, ottenuta attraverso un’implementazione su chip di tecniche di calibrazione e dithering, che consento- no di ottenere elevate prestazioni a alte frequenze. Con un segnale CW a 4 GHz in ingresso, la densità spettrale di ru- more è di -152 dBFS/Hz e l’SFDR, includendo la seconda e terza armonica, è tipicamente migliore di 65 dBc. Tutto ciò rende possibile ottenere delle prestazioni instrument- grade per ricevitori 5G (Fig. 2). Oltre alle eccellenti presta- zioni in alta frequenza, il comportamento delle armoniche di ordine inferiore è assimilabile a ciò che ci si aspettereb- be da un dispositivo lineare. In altre parole, il comporta- mento è quello previsto da un semplice polinomio, il che è atipico per un convertitore analogico-digitale. Questo punto è fondamentale, in quanto assicura prestazioni ele- vate a prescindere dal fatto che si tratti di segnale piccolo o grande. Come mostrato dal grafico del power sweep in figura 3, le armoniche di secondo e terzo ordine seguono la risposta prevista in base alla potenza in ingresso e, una volta raggiunto il livello di rumore di fondo della misura, non compaiono più. Questo è importante, perché permette di posizionare fuori banda le componenti spurie in sede di pianificazione delle frequenze. Le componenti spurie del quarto ordine o superiori sono trascurabili. Utilizzando ricevitori supereterodina, le componenti spurie dei mixer radio devono essere tenute in considerazione per evitare interferenze, accorgimento necessario anche in caso di campionamento diretto in radiofrequenza. Quando il campionamento diretto è vincente Il campionamento in radiofrequenza è un’alternativa inte- ressante rispetto ad altre architetture radio. Storicamente, i convertitori richiedevano una potenza molto elevata per raggiungere i livelli di prestazioni adatti alle applicazioni radio. Studi precedenti hanno dimostrato che per solu- zioni low-cost e low-power architetture radio a zero-IF, come AD9371, sono da preferire, il che è evidente anche osservando la migrazione dei telefoni cellulari, dispositivi Bluetooth e simili verso questo tipo di soluzione. Questi sono sistemi a banda limitata, ma ciò non vuol dire ne- cessariamente con prestazioni limitate. Per tutti i sistemi che richiedono una banda arbitrariamente stretta, l’ar- chitettura zero-IF è quasi sempre la soluzione giusta. Tut- tavia, quando si parla di sistemi a banda arbitrariamente larga, come in strumenti di misura, radar e comunicazioni a banda larga, il campionamento diretto in radiofrequen- za è l’obbiettivo da raggiungere. In questo tipo di applica- zioni bisogna scendere al giusto compromesso tra costi, efficienza energetica e maggiore larghezza di banda. Per questo motivo, quando si sceglie un’architettura di cam- pionamento radio, l’obiettivo è progettarla in modo che possa coprire una banda quanto più estesa possibile per soddisfare appieno le prestazioni radio. I nuovi ADC RF come l’AD9213 sono progettati per garantire una fre- quenza di campionamento estremamente elevata, oltre i 10 GSPS, e bande superiori agli 8 GHz, permettendo il campionamento diretto in molte applicazioni. Molti ricevi- tori radio lavorano su allocazioni di banda inferiori ai 75 57 - ELETTRONICA OGGI 474 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2018 Fig. 2 – Prestazioni per un segnale a tono singolo Fig. 3 – Prestazioni della seconda e della terza armonica per l’AD9213 I I