1 奈奎斯特规则

超级奈奎斯特采样、中频 (IF) 采样和二次采样在许多基于频率的应用中很常见，这些应用采用软件定义无线电 (SDR) 或类似雷达的接收器架构（请参阅 图 1）。

在基带之外规划频率主要有两个原因（第一奈奎斯特）。第一个原因是获得抗混叠滤波器设计 (AAF) 上的松弛限制（请参阅 图 2）。最初，与更高奈奎斯特区域的滤波器设计相比，在设计基带滤波器时，一般滤波器滚降需要更陡。更陡的滤波器滚降会导致滤波器更复杂，从而使无源元件变得繁琐。它的物理原理很简单；您无法购买 0201 尺寸的 100µH 指示器。因此，当使用更高的奈奎斯特区域和可能更高的采样率时，对阻带区域滚降的权衡和要求会更加宽松，从而导致元件更少且元件尺寸更小。

使用高频率二次采样技术的第二个原因是在 ADC 前面放宽射频 (RF) 接收器信号链。假设 ADC 可以支持第一奈奎斯特区域之外的带宽要求（几乎总是如此），放宽接收器信号链可以消除射频信号链中的一个甚至两个混合级，从而使元件更少、噪声更少和复杂性更低。

例如，图 3 展示了德州仪器 (TI) ADC3669 相对于 500MSPS 采样频率 (FS) 对 800MHz 的中频进行采样。本质上，信号位于第四奈奎斯特区域。目标频率的图像或混叠会反射回第一奈奎斯特区域，显示为 200MHz 信号。大多数快速傅里叶变换 (FFT) 分析器（例如高速数据转换器专业版）只绘制第一奈奎斯特区域的 FFT 或 0Fs 到 0.5Fs。因此，如果目标频率高于 0.5Fs，图像会向下反射到第一个奈奎斯特区域或基带。如果伪波音调也在目标频带内，这可能会使事情变得更复杂。

那么，高于 0.5Fs 且仍然符合奈奎斯特标准的 ADC 采样如何呢？奈奎斯特规则规定信号的采样率必须等于或大于其带宽的两倍，以便保留信号的所有信息（请参阅 方程式 1）：

其中 Fs 是采样频率，FBW 是最大目标频率。

保持奈奎斯特规则为正确的关键是目标频率的位置。只要信号不重叠并保持在单个奈奎斯特区域内，奈奎斯特标准仍然正确。唯一改变的是第一奈奎斯特区域的位置到更高的区域。中频采样因为这些权衡正变得非常流行。