基于带宽交织采样架构的 80 GSps 超宽带实时采集系统
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TH7

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国家自然科学基金(62201125, 62371097)项目资助


Ultra-wideband data acquisition system with 80 GSps based on bandwidth interleaved architecture
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    摘要:

    利用 8 片 10 GSps 的模数转换器(ADC)芯片, 基于带宽交织采样架构设计并且实现了具有 80 GSps, 20 GHz 带宽的超 宽带实时数据采集系统。 对带宽交织采集系统中的子带分解、多子带间采集同步、交叠带以及全频带拼合等一系列问题展开了 研究, 并基于分治法的思想提出了相应的校准以及补偿方法, 补偿前后的时域以及频域分析对比证明了提出补偿方法的有效 性。 实验结果表明, 系统实现了具有 80 GSps 采样率、20 GHz 带宽指标, 其中有效位数(ENOB)以及无杂散动态范围( SFDR) 在 20 GHz 处可以达到 6 bit 以及 40 dB, 并给出了系统 ENOB 随频率变化的曲线, 采集系统上升时间为 22 ps, 实验数据表明系 统各项指标处于国内领先水平。

    Abstract:

    This article uses eight 10 GSps ADCs to design an ultra-wideband high-speed data acquisition (DAQ) system with 80 GSps and 20 GHz bandwidth based on the bandwidth-interleaved (BI) sampling architecture and applies it to a real-time digital storage oscilloscope (DSO). Research is implemented on sub-band decomposition, acquisition synchronization between multiple sub-bands, overlapping bands, and full-band splicing. Based on the divide and conquer method, corresponding calibration and compensation methods are proposed. The comparative analysis is conducted within both the time and frequency domains, prior to and subsequent to the implementation of the compensation technique, and substantiates the efficacy of the proposed method. The findings from the experiment show that the DAQ system attains a sampling rate of 80 GSps and a bandwidth of 20 GHz. The system ENOB and SFDR could reach 6 bits and 40 dB at 20 GHz, and the changing curve of ENOB with frequency is given. The rise time of the acquisition system is 22 ps. Experimental data show that the system’s various indicators are at the leading domestic level.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

赵 禹,叶 芃,孟 婕,黄武煌,杨扩军.基于带宽交织采样架构的 80 GSps 超宽带实时采集系统[J].仪器仪表学报,2024,45(5):147-156

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  • 在线发布日期: 2024-09-14
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