【摘要】：高速采樣廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)等領(lǐng)域,然而受到工藝的制約,單片模數(shù)轉(zhuǎn)換(Analog to Digital Converter,簡(jiǎn)稱ADC)芯片無(wú)法同時(shí)滿足高采樣率和高分辨率的需求。時(shí)間交替采樣技術(shù)技術(shù)(Time-Interleaved ADC Ssytems,簡(jiǎn)稱TIADC)通過(guò)使用多片同種ADC芯片同時(shí)對(duì)一個(gè)信號(hào)進(jìn)行交錯(cuò)采樣,在分辨率不降低的情況下使系統(tǒng)的采樣率成倍提高,然而多片ADC芯片的不一致性會(huì)導(dǎo)致多個(gè)通道間的失配。這些失配主要包括芯片初始偏置電壓不同引起的偏置失配、芯片增益量不同引起的增益失配、各芯片采樣時(shí)鐘相位差異引起的時(shí)間失配。三種通道失配會(huì)使各通道采樣數(shù)據(jù)重組時(shí)無(wú)法正確匹配,從而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正確還原原始波形,降低系統(tǒng)的性能。針對(duì)8通道8GSPS采樣率的TIADC系統(tǒng),本論文主要進(jìn)行了如下的工作來(lái)校正三種失配,保證系統(tǒng)的性能。1)研究分析了三種失配與通道數(shù)、采樣率之間的關(guān)系,結(jié)合本論文所研究的系統(tǒng)的特點(diǎn),在數(shù)學(xué)上推導(dǎo)了三種失配對(duì)本系統(tǒng)的影響,并提出了相應(yīng)的校正方案。2)分析了各種通道失配誤差的獲取方法,結(jié)合本論文所研究系統(tǒng)的特點(diǎn)對(duì)這些方法進(jìn)行了比較,選擇了最合適的正弦擬合法。之后分析了正弦擬合法的優(yōu)缺點(diǎn),并結(jié)合實(shí)際提出了引入信號(hào)頻率作為估計(jì)量的四參數(shù)正弦擬合法。3)根據(jù)三種誤差的自身特性,并結(jié)合本論文所研究系統(tǒng)的通道數(shù)、采樣率,設(shè)計(jì)了前端數(shù)據(jù)時(shí)鐘自同步法來(lái)同步各通道采樣數(shù)據(jù),消除通道間采樣時(shí)鐘偏斜；提出了結(jié)合加法器、乘法器和FARROW結(jié)構(gòu)全通濾波器的綜合校正方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)采樣數(shù)據(jù)的后端數(shù)字校正。并設(shè)計(jì)了一系列的試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。
[Abstract]:High-speed sampling is widely used in communication, radar and other fields. However, due to the limitation of technology, the single-chip analog-to-digital conversion (Analog to Digital Converter, (ADC) chip can not meet the needs of high sampling rate and high resolution at the same time. Time-Interleaved ADC Ssytems (TIADC) by using the same kind of ADC chip to interlaced the same signal at the same time, the sampling rate of the system can be increased exponentially under the condition that the resolution is not reduced. However, the inconsistency of multiple ADC chips can lead to mismatch between multiple channels. These mismatches mainly include the bias mismatch caused by the different initial bias voltage, the gain mismatch caused by the chip gain, and the time mismatch caused by the different sampling clock phase of each chip. The mismatch of the three channels can make the data of each channel not match correctly, which leads to the system can not restore the original waveform correctly and reduce the performance of the system. For the TIADC system with 8-channel 8GSPS sampling rate, the main work of this paper is to correct the three mismatches and ensure the performance of the system. (1) the relationship between the three mismatches and the number of channels and the sampling rate is studied and analyzed. According to the characteristics of the system studied in this paper, the influence of three mismatches on the system is derived mathematically, and the corresponding correction scheme .2) is analyzed to obtain various channel mismatch errors. These methods are compared according to the characteristics of the system studied in this paper, and the most suitable sinusoidal fitting method is selected. Then, the advantages and disadvantages of sinusoidal fitting method are analyzed, and a four-parameter sinusoidal fitting method with signal frequency as the estimator is proposed according to the characteristics of the three kinds of errors, and the number of channels and the sampling rate of the system studied in this paper. The front end data clock self-synchronization method is designed to synchronize the sampling data of each channel to eliminate the sampling clock skew between channels, and a comprehensive correction method combining adder, multiplier and FARROW structure all-pass filter is proposed. The back end digital correction of the sampled data is realized. A series of experiments were designed to verify the results.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN792

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本文編號(hào)：2158171