以高速高分辨率采樣技術(shù)為核心的數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代精確制導(dǎo)、航空遙感、空間激光探測等國防領(lǐng)域不可或缺。隨著系統(tǒng)中信號的復(fù)雜程度越來越高,對采集系統(tǒng)瞬時帶寬、識別精度提出了更高的要求。但受到現(xiàn)有集成電路工藝的限制,支撐高速采集系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)芯片在采樣率和分辨率指標(biāo)上始終無法滿足超高速寬帶信號的捕獲要求。為了突破單個ADC芯片性能的限制,基于并行化的采樣技術(shù)已成為一種提升系統(tǒng)采樣率或分辨率的行之有效的方法。基于以上背景,圍繞高速高精度采樣技術(shù)的目標(biāo),研究了一種通過多ADC陣列結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高速高精度采樣的技術(shù)途徑。隨著并行路數(shù)的增加,系統(tǒng)中的偏置、增益及時間失配等誤差嚴(yán)重降低了系統(tǒng)信噪比。為消除失配誤差對系統(tǒng)的影響,研究了陣列采樣結(jié)構(gòu)中的通道失配誤差的特性和行為模型,提出了兩種誤差估計(jì)和校正方法。具體來說,主要從以下幾個方面展開研究:(1)采用統(tǒng)計(jì)分析理論對ADC采樣中的量化過程進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,提出了并行采樣方法的量化模型。借助統(tǒng)計(jì)分析工具,將任意一個采樣系統(tǒng)的量化過程建模為一個對輸入概率密度函數(shù)采樣的脈沖序列,建立了量化位數(shù)和序列密...

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高速采樣技術(shù)
        1.2.2 高精度采樣技術(shù)
        1.2.3 高速高精度采樣技術(shù)
    1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
    1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 高分辨率采樣技術(shù)研究
    2.1 量化模型
        2.1.1 概率密度函數(shù)
        2.1.2 特征函數(shù)
        2.1.3 量化與采樣的關(guān)聯(lián)分析
    2.2 時間同步采樣
        2.2.1 提升效果
        2.2.2 適用條件分析
        2.2.3 有效位數(shù)分析
    2.3 垂直交替采樣
        2.3.1 基本結(jié)構(gòu)
        2.3.2 量化模型
        2.3.3 提升效果
        2.3.4 有效位數(shù)分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 高速高精度陣列采樣研究與系統(tǒng)誤差分析
    3.1 陣列采樣原理
        3.1.1 時間交替采樣
        3.1.2 陣列采樣部署策略
    3.2 失配誤差分析
        3.2.1 并行失配誤差模型
        3.2.2 系統(tǒng)誤差分析
        3.2.3 誤差對系統(tǒng)性能影響
    3.3 基于一階統(tǒng)計(jì)量的時間誤差自適應(yīng)校正
        3.3.1 算法原理和理論依據(jù)
        3.3.2 算法步驟及實(shí)現(xiàn)
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    3.4 頻響非一致性誤差校正
        3.4.1 頻響誤差的矩陣化表示
        3.4.2 基于補(bǔ)償濾波器組的頻響非一致性誤差校正
        3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    3.5 本章小結(jié)
第四章 高精度后處理算法研究
    4.1 系統(tǒng)噪聲分析
        4.1.1 噪聲來源
        4.1.2 噪聲的相關(guān)性
        4.1.3 噪聲功率譜
    4.2 常用降噪方法性能對比
        4.2.1 多幅采樣平均
        4.2.2 多點(diǎn)滑動平均
        4.2.3 基于分級放大的后處理技術(shù)
    4.3 基于級聯(lián)濾波的后處理技術(shù)
        4.3.1 基本原理
        4.3.2 提升效果驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
第五章 陣列采樣在數(shù)字三維示波器中的應(yīng)用
    5.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)
    5.2 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)
    5.3 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)
    5.4 多路并行數(shù)據(jù)同步
        5.4.1 同步問題的數(shù)學(xué)模型
        5.4.2 數(shù)據(jù)同步校正方案
    5.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.5.1 實(shí)驗(yàn)平臺
        5.5.2 系統(tǒng)采樣精度測試
        5.5.3 系統(tǒng)有效位數(shù)測試
        5.5.4 系統(tǒng)輸入帶寬性能測試
    5.6 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3952286