近十年來,以示波器為代表的超寬帶信號采集系統(tǒng)工作帶寬迅速提升,而決定其系統(tǒng)能力的四大核心要素分別是系統(tǒng)采樣架構、模擬信號取樣（取樣頭）技術、高速模數轉換器（ADC）技術、數字恢復算法等,本論文工作圍繞采樣架構和取樣頭設計技術展開�，F有三種典型的系統(tǒng)采樣架構中,同步時間交織方式要求內部嚴格同步;異步時間交織方式僅包含兩通道,降頻能力有限;數字頻段交織方式因通道間物理參數差異大,對數字資源需求較大;因此在同步難度大、帶寬寬、數字資源有限的條件下,探索新的采樣架構十分必要。取樣頭是決定系統(tǒng)性能上限的關鍵技術之一,近年來跟蹤保持電路的帶寬能力不斷增強,已成為取樣頭的重要選項;但據已有文獻報道,跟蹤保持電路有三項工作需要進一步研究,分別是適應時間交織采樣系統(tǒng)需求的低采樣率大帶寬設計、高頻信號在信號保持時的饋通抑制、電路參數初值計算及優(yōu)化方向的指導理論。因此,本文開展了如下幾方面研究:1.針對同步難度大、帶寬寬、數字資源有限情形,提出了廣義異步時間交織（GATI）采樣架構理論模型。GATI架構繼承并發(fā)展了傳統(tǒng)ATI的變頻思路,將通道數目拓展為任意情形,并采用變換矩陣表征每個通道內、輸入信號的各奈奎... 

【文章頁數】：147 頁

【學位級別】：博士

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第一章 緒論
    1.1 研究背景及選題意義
    1.2 國內外研究概況及發(fā)展趨勢
        1.2.1 取樣頭技術研究概況及發(fā)展趨勢
            1.2.1.1 SHA研究現狀及發(fā)展趨勢
            1.2.1.2 THA研究現狀及發(fā)展趨勢
        1.2.2 時鐘波形整形電路的研究現狀和發(fā)展趨勢
        1.2.3 超寬帶采樣系統(tǒng)架構研究概況及發(fā)展趨勢
            1.2.3.1 STI采樣架構研究概況及發(fā)展趨勢
            1.2.3.2 數字頻段交織采樣架構技術內涵及發(fā)展趨勢
            1.2.3.3 ATI采樣架構技術內涵及發(fā)展趨勢
            1.2.3.4 采樣架構發(fā)展趨勢小結
    1.3 本文研究內容
    1.4 論文內容安排
第二章 超寬帶信號模擬采樣過程基本原理
    2.1 超寬帶信號采集系統(tǒng)對取樣頭的需求簡介
    2.2 取樣頭基本原理簡介
        2.2.1 SHA電路原理簡介
        2.2.2 THA電路原理簡介
    2.3 取樣頭采樣過程分析
        2.3.1 SHA取樣過程分析
        2.3.2 THA取樣過程分析
        2.3.3 取樣頭采樣后的信號帶寬特性
    2.4 超寬帶信號模擬采樣過程基本原理小結
第三章 廣義異步時間交織架構
    3.1 STI架構中取樣頭頻譜特征簡析
    3.2 GATI采樣架構理論模型
        3.2.1 理想GATI傳輸矩陣
            3.2.1.1 GATI中頻譜搬移關系
            3.2.1.2 當N為奇數時GATI信號重建矩陣分析
            3.2.1.3 當N為偶數時GATI信號重建矩陣分析
        3.2.2 GATI采樣架構中的非理想因素分析
            3.2.2.1 增益誤差對GATI影響分析
            3.2.2.2 直流誤差對GATI影響分析
            3.2.2.3 時間偏移對GATI影響分析
            3.2.2.4 低通濾波器引入的幅度不一致補充說明
        3.2.3 GATI采樣架構仿真驗證
            3.2.3.1 仿真設定
            3.2.3.2 基于理想傳輸矩陣的仿真結果
            3.2.3.3 基于非理想傳輸矩陣的仿真結果
    3.3 GATI和STI兩種采樣架構的比較
        3.3.1 采樣時鐘脈沖對STI和GATI工作帶寬影響分析
        3.3.2 同步精度對STI或GATI的影響分析
        3.3.3 ADC模擬帶寬需求
    3.4 GATI采樣架構研究小結
第四章 低采樣率大帶寬THA芯片設計技術研究
    4.1 低采樣率大帶寬THA的應用背景簡介
    4.2 單路單階THA芯片設計
        4.2.1 芯片電路設計
        4.2.2 芯片測試
    4.3 單路主從式THA芯片設計
        4.3.1 芯片電路設計
        4.3.2 芯片測試
        4.3.3 同行對比
    4.4 四路主從式THA芯片設計
        4.4.1 芯片電路設計
        4.4.2 芯片測試
        4.4.3 同行對比
    4.5 本章小結
第五章 低饋通THA電路非穩(wěn)態(tài)模型及芯片電路設計技術研究
    5.1 常用抑制饋通方法回顧
    5.2 低饋通THA電路拓撲結構設計
    5.3 低饋通THA電路非穩(wěn)態(tài)過程模型研究
        5.3.1 THA電路狀態(tài)轉換過程中約束方程線性化
        5.3.2 THA電路非穩(wěn)態(tài)過程的延時特性分析
        5.3.3 基于延時模型的THA非穩(wěn)態(tài)過程數學模型
        5.3.4 非穩(wěn)態(tài)模型要素及其對參數計算的指導作用
        5.3.5 零點電路參數計算
    5.4 非穩(wěn)態(tài)模型指導下的低饋通新結構THA電路設計研究
        5.4.1 主從式低饋通新結構THA電路設計
        5.4.2 仿真與測試結果
        5.4.3 測試結果分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 本文工作總結
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 未來方向
致謝
參考文獻
附錄 博士研究生期間發(fā)表學術論文情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于場效應管與階躍恢復二極管的皮秒級脈沖源設計[J]. 張巖松,張亞東,梁步閣,何繼愛.  強激光與粒子束. 2017(04)
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[3]基于TIADC的20 GS/s高速數據采集系統(tǒng)[J]. 楊擴軍,田書林,蔣俊,曾浩.  儀器儀表學報. 2014(04)

博士論文
[1]高速脈沖波形合成關鍵技術研究[D]. 付在明.電子科技大學 2010



本文編號：3711338