现代ADC中采样率往往远低于输入信号带宽
问题：为什么很多现代ADC的信号带宽要远远大于其最大采样频率？根据采样理论，信号频率不是应该限制为采样频率的一半吗？还有，输入级带宽较小不是可以降低功耗吗？
回答：在过去十年间，这点确实已经成为采样ADC的一种常见特性。不过，由于输入级通常包括开关电容采样电路，因此带宽增加几乎未对ADC功耗造成太大影响。在带有输入缓冲器的ADC中，这些放大器的功耗与其带宽大致成比例，但随着现代放大器工艺的继续发展，每一代放大器在带宽方面都有所增加，而功耗却不断下降。 根据采样理论，对复杂信号（由数种不同频率的分量信号组成）进行采样时，如果采样时钟频率不到信号中最大频率的两倍，则会出现一种称为“混叠”的现象。当采样时钟频率足够低时，则导致一种称为“欠采样”的混叠。 在早期数据采样系统中，输入信号几乎始终是基带信号，信号频率范围为直流(如果已进行交流耦合，则为接近直流)至截止频率，后者通常由低通滤波器(LPF)决定。此类系统中一旦出现混叠现象，即会妨碍正常操作，并可能会导致严重问题。 但在信号的总带宽不到采样频率的一半时,如果对采样频率与信号频率范围之间的关系加以正确定义，那么混叠并不会带来问题。如今，很多数据采样系统处理频率较高但带宽相对较窄、时钟频率较低的信号,如数字广播的中频(IF)信号。这类系统中的ADC必须具有宽信号带宽，但最大时钟频率不需要太高。 正如我们在之前的一篇非常见问题解答中看到的，通过增加采样时钟速率，可以提高数据采样系统的分辨率。该程序称为“过采样”。如果信号带宽很小，则即使信号频率很高，我们仍旧可以使用您在提问中描述的ADC来构建高性能系统；在该系统中，时钟频率远远超过信号带宽，但却要远远低于信号的中心频率。初看起来可能觉得不可思议，不过此类系统的确同时具有欠采样和过采样功能。 1 通常称作奈奎斯特或奈奎斯特-香农采样理论，以最先提出其理论基础的哈里·奈奎斯特和克劳德·香农两人的名字命名。 2 RAQ 13 - “您可能会觉得有点高深莫测，但其实Σ-Δ转换器并不难懂。”
附加：（1）奈奎斯特采样定律还有一个推论：如果采用欠采样的模式工作，被采样信号的下限频率是f，上限频率是f+BW，那么只要采样频率高于2*BW，就可以无失真的还原出被采样信号。当然，这时候要求AD的采样保持器响应速度极快。
（2）AD输入带宽（full-power bandwidth） 在欠抽样系统中，ADC的速率可以很低，但须强调的是，ADC的输入电路即使在信号的最高频率上也要能有效地工作。这一技术要求是以ADC的全功率输入带宽形式给出的。不过，全功率输入带宽到目前为止还没有一个标准的定义，而它的最一般的定义为满刻度输入信号时，从直流到ADC输出振幅低于最大输出电平3 dB的频率范围。对欠抽样系统来说，这是个非常重要的技术指标，因为当ADC抽样高频输入信号时，宽的全功率输入带宽能确保平坦输出，这是欠抽样系统所期望的。但必须注意的是，ADC技术指标给出的全功率输入带宽不是个极限值，因为当输入信号的幅度降低时，带宽会随之增加。
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