מערכות אלקטרוניות מודרניות ויישומים לעיבוד אותות דורשים יותר ויותר גבוה sampling שיעורי ללכוד אותות המשתנה במהירות מדויקת. כמו שיעורי נתונים בתקשורת, מכ"ם, עלייה כלי, המרה אנלוגי-ל-דיגיטלית (ADC) לעתים קרובות הופך את בקבוק הביצועים.טכנית אחת חזקה להתגבר על מהירות ADC בודד ללא צורך באדריכלות אקסטמטית, במהירות גבוהה יותר, עם כמה זמן של עיצוב יעיל יותר, כלומר, עם כמה זמן מדויק יותר מאשר אופטימיזציה של עיצובים, בכל פעם אחת של מעצבי זמן, עם כמה זמן יעיל יותר מאשר את זה, עם כמה זמן מדהים, עם כמה זמן יעיל יותר מאשר אופטימיזציה של עיצוב אחד של זמן אמתית זמן מדהים, עם כמה זמן מדהים, עם כמה זמן מדהים, עם כמה זמן מדהים, עם כמה זמן מדהים, עם כמה זמן מדהים, עם כמה זמן מדהים, עם כמה זמן מדהים, עם כמה זמן מדהים, 000 זמן מדהים, עם כמה זמן מדהים, 000.

מה הם זמן-Interleaved ADCs?

(ב) ,ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

העיקרון מונח על משפט הדגימה של Nyquist-Shannon: כדי לשחזר אות ללא הליהות, תדירות הדגימה חייב להיות לפחות פעמיים המרכיב התדירות הגבוה ביותר. זמן-הנטרוללה מרחיבה את זה לפס רוחב פס גבוה יותר תוך שימוש ב- ADCs כי עצמם עשויים להיות רק יכולת מהירות בינונית.אדריכלות זו משמשת באופן נרחב ב-oscilloscopes, רדיו מוגדר תוכנה רחב, ו- אופטיקן הבא.

על בסיס תיאורטי עמוק יותר, מתייחס לסעיף ה-FLT:0 [המאמר הטכני של מכשירים] על יסודות TI-ADC:1.

יתרונות מרכזיים של זמן-Interleaved ADCs

יעילות גבוהה יותר של שיעורי

היתרון הבולט ביותר הוא העלייה הרב-פריבית במהירות דגימה. בעוד ADC חד-מהירות אחד יכול להיות זמין רק עד, אומר, 10 GSps בסיגי או CMOS, בין היתר 16 ADCs איטי יותר יכול להגיע למהירויות מעבר 100 GSps.זה קריטי במיוחד ביישומים כגון רדאר רחב שבו רוחב פס מיידי עולה 1GHz.

עלויות יעילות ועיצוב גמישות

פיתוח מונוליטית אולטרה-מה ADC דוחף את טכנולוגיית התהליך לגבולותיה, וכתוצאה מכך צריכת חשמל גבוהה, אזור גדול למות, ועלות גבוהה. לעומת זאת, ניתן ליישם מספר רב של ADCs במהירות בינונית יותר בוגר, נמוך יותר עלות תהליך נודות.המעצב יכול גם להתאים את מספר הערוצים כדי להתאים את שיעור הדגימה הנדרשת - מכווץ או הסרת ערוצים מספק פתרון מדרגי.

החלטה עם קליברציה נכונה

בניגוד לדאגה נפוצה, אינטרולציה אינה רזולוציה חד-משמעית.כל אדם ADC שומר על ביצועי הרעש וההלינאריות שלו.עם קיטור זהיר – תיקון רקע דיגיטלי עבור התחלה, רווח והתאמה תזמון – המערכת הכוללת יכולה לשמור על FLT:0 יעיל של ביטים (ENB)FLT:1 אפילו בשיעורי דגימה גבוהים מאוד זה יתרון פשוט יותר.

ניתוח מפורט של שימור החלטות ניתן למצוא ב-FLT:0Texas Instruments Note על התאמת זמן-הבאת ADC ערוצים ראשייםFLT:1.

אתגרים עיצוביים מעשיים ואסטרטגיות מייגציה

בעוד ש-ADCs בעל עוצמה, זמן קצר מציג שגיאות ייחודיות שלא קיימות בממירים בודדים.אלה נובעים מתקלות ערוצים לערוצים ופגמים בתזמון.

פסקול: Get, and Timing Mismatchs

שלושת מקורות השגיאה הדומיננטיים הם:

  • (ב) ,0) , [17] , [17] , [17] , [17] , [17] , [17] , [17] , [17] , [17] , [17] , [17] , .
  • (ב) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : ⁇ 1 (לא אידאלי) שינוי שלב השעון גורם לנקודות נתונים להילקח בזמנים לא נכונים, מה שמוביל לעיוות תלוי אות.

כל שלוש השגיאות מקטין טווח דינמי ללא עוררין (SFDR) ו- ENOB אם לא כוונון.

טכניקת הקיצור

מודרני TI-ADCs להעסיק הן שטח והן רקע calibration. Foreground calibration injects ידוע אותות מבחן במהלך ההתחלתיזציה (למשל, רמות DC עבור מסט, טונים הסינוסיים עבור רווח ותזמון). כיברקע רקע מתאמת באופן רציף באמצעות האות עצמו, לעתים קרובות באמצעות שיטות סטטיסטיות, כדי לשמור על ביצועים על טמפרטורה ופילטרים דיגיטליים ולחפש טבלה משותפת הם תיקון.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

גם כאשר ADCs מתאימים באופן מושלם, שעון ג'ייטר משותף בין ערוצים יכול לדרג SNR. מקור שעון נמוך-phase-noise תוכנן בקפידה לולאות מעיכוב (DLLs) או לולאות שננעלו בשלב (PLLs) הם חיוניים.בנוסף, חלוקת שעון שונה מסייעת לדחות רעש משותף.

התייחסות קלאסית לתיקון לא תואמים היא נייר FLT:0 של N. Kurosawa et al., "ניתוח משותף של השפעות לא תואמות ערוץ במערכות ADC" מפרש 1:1.

יישומים בתעשיות

רכישת נתונים במהירות גבוהה

אחסון דיגיטלי oscilloscopes וגנרטורים גלפורים שרירותיים מסתמכים על TI-ADCs כדי להשיג שיעורי לכידת רב-כי-טווח-שניים.R & D ציוד לעתים קרובות משתמש אדריכלות מבוללת כדי לדמיין טראנסים מהירים באלקטרוניקה כוח, סרדס, ותקשורת אופטית.

רדיו מבוסס תוכנה ו-Raar

מקלטים רחבים בתקשורת צבאית ומסחרית צריכים לדיגיטליזציה של רוחב פס גדול באופן מיידי.זמן-interleaved ADCs מאפשר מקלטים דגימה ישירה המסלקים שלבים רבים של נחיתות, מפשטים את החזית האנלוגית וצמצום גודל, משקל וכוח (SWaP).

טיפול רפואי

סורקי MRI אולטרה-סאונד ושדה גבוה דורשים דיגיטציה מהירה של אלמנטים רבים של מערך. TI-ADCs לאפשר עיבוד בזמן אמת של מאות ערוצים עם רוחב פס מספיק כדי להשיג פתרון מרחבי בסדר.

חקירה מדעית

גלאי חלקיקים, מטרופולין לייזר מהיר, ואסטרונומיה רדיו כל דורשים מהירויות דגימה קיצוניות.לדוגמה, הכיכר קילמסטר Array משתמשת במספרים עצומים של TI-ADCs כדי לדיגיטליזציה של אותות רדיו המשתרעים על פני מאות מגה-הרץ.

לקבלת יישומים רפואיים נוספים, ראה (FLT:0) מאמר ביקורתי זה על ADCs באולטרסאונד הדמיה הדמיה של אולטרסאונד 1.

מגמות עתידיות ואדריכלות מתקדמת

בעוד CMOS ממשיכה בקנה מידה, הפער בין מהירות ערוץ יחיד ADC לבין צמצום פוטנציאל צרים.עם זאת, יישומים מתעוררים עיבוד בסיס 5G/6G ומקבלי מקלט אופטיים לנהוג הביקוש עבור > 100 GSps עם מגוון דינמי גבוה טכניקות מתקדמות כוללים:

  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

חידושים במערכות קישורים אופטיות שבב-to-chip עשויים גם לאפשר שילוב רחב, ברמת לוח של מאות ADCs עבור לכידת גלפור תת-THz.

מסקנה

ADCs לטווח הזמן מספק דרך מוכחת, מדרגית להשגת שיעורי הדגימה הגבוהים הנדרשים על ידי אלקטרוניקה מודרנית. על ידי מינוף מספר ממירים במהירות בינונית במקביל, מעצבים להשיג מהירות, חיסכון בעלויות וגמישות ללא בהכרח להקריב את ההחלטה - בתנאי שהם מטפלים בשגיאות הלא מקבילות באמצעות קיסוס קפדני וחלוקה של שעון.