Modern elektronik sistemler ve sinyal işleme uygulamaları, hızlı değişen sinyalleri doğru bir şekilde yakalamak için giderek yüksek örnekleme oranları talep eder. Haberleşme, radar ve enstrümantasyon artışı, analog-enerji dönüştürücü (ADC) genellikle performans şişeneck. Bir tek bir cihazın elde edebileceği daha iyi bir örnekleme oranını elde etmek için güçlü bir teknik haline gelir.Bu makaleye ekleyen ADC mimarisine ve gerçek zamanlı olarak, ADC'nin çeşitli avantajlarına ve tüm örneklemelere uygun bir şekilde giriş yapmak.

Zaman Odaklı ADCs Nedir?

Bir zaman içinde ADC (TI-ADC), paralel olarak çalışan M bireysel ADC kanallarından oluşur.Her kanal, fazı değiştirmiş olan bir master saat sinyali olarak saatlenir.[Dönetici örneği:0)[Dönetici saat çalışır.[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Düzgeçmiş durumda, her bir ADC sadece [[Dönetici|Düşütme oranına sahip)[Düzücük)[Dönetici/M.

Prensip Nyquist-Shannon örnekleme teoremi üzerinde geri dönüyor: bir sinyali bir kullanıcı olmadan yeniden inşa etmek, örnekleme frekansı en az iki kat daha yüksek frekans bileşeni olmalıdır. Zaman-interleaving this to higherbands while using ADCs that their may have only old speed yet.This architecture is large used in oscilloskops, wideband software- radios, and next-jenerasyon optik alıcılar.

Daha derin bir teorik temel için, [[Ücretçi Cihazların TI-ADC temelleri üzerindeki teknik makale[Dön 1: 1) atıfta bulun.

Zaman Odaklı ADCs'lerin Anahtar Avantajları

Yüksek Etkili Sampling Oranları

En belirgin fayda, örnekleme hızındaki çok açık artıştır. Tek yüksek hızlı ADC sadece SiGe veya CMOS'ta 10 GSps, 100 Fps'in ötesinde hızlara ulaşabilir.Bu özellikle geniş bant genişliği radarı 1 GHz'in geçtiği uygulamalarda kritiktir.

Maliyet Verimliliği ve Tasarımı Flexability

ultra hızlı bir monolithic ADC, yüksek güç tüketimi, büyük ölü alanı ve yüksek maliyetle sonuçlandı. Aksine, birden çok orta hızlı ADCs daha olgun, daha düşük maliyetli işlem düğümleri uygulanabilir. Tasarımcı ayrıca gerekli örnekleme oranlarına ulaşmak için kanalların sayısını ayarlayabilir - kanalları kaldırmak için ölçeklenebilir bir çözüm sunar.

Proper Calibration ile ilgili karar

Yaygın endişeye rağmen, Interleaving doğal olarak bozulamaz.Her birey ADC kendi gürültü ve lineerlik performansını korur.Dikkatli kalibrasyonla - sadece ADC daha hızlı koşmak ve daha büyük bir ölçüm gürültüyü kabul etmek için sayısal bir arka plan düzeltmesi - genel sistem yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bile geçerlidir.

Karar korumanın ayrıntılı bir analizi, [[0ConTexas Instruments'ın uygulama notu zaman-intereard ADC kanalları[[Dön 1: 1) bulunabilir.

Pratik Tasarım Meydanları ve Dava Strategies

Güçlü olsa da, zaman-intereard ADCs tek kanal dönüştürücülerde mevcut olmayan eşsiz hataları tanıttı. Bunlar kanal kanal-to kanal yanlış maçlardan ve zamanlama kusurlarından ortaya çıkıyor.

Offset, Hold, ve Timing Mismatches

Üç baskın hata kaynağı şunlardır:

  • [FONT=0]Resset yanlış bir şekilde: [Dönder:[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Dönetici:2|Dönderlik[Dönetici][Döneticiler)
  • [FONT=0)Gain yanlış bir şekilde:[Dönder:[Dönder: 1 ) Kanallar arasında yer alan Variations sinyal amplitüdünün modulation of the signal amplitude, creating sidebands.
  • [FONT:0)Timing skew:[Dönemli saat aşaması değiştirilmiyor, veri noktalarının yanlış zamanlarda alınmasına neden oluyor, sinyale bağlı bozulmaya yol açıyor.

Tüm üç hata, bağımsız dinamik aralığı (SFDR) ve ENOB'i rakipsiz bırakır.

Kalibrasyon Teknikleri

Modern TI-ADCs hem ön hem de arka plan kalibrasyonunu kullanıyor. Foreground kalibrasyonu ilkleme sırasında bilinen test sinyalleri (örneğin, DC seviyeleri dengeleme, sinusoidal tones için sürekli olarak giriş sinyalini kullanarak, sık sık sık sık sıcaklık ve yaşlanma sırasındaki performansı korumak için. Adaptif bir dijital filtreler ve göz ardı etmek tablo düzeltmesi yaygındır.

Saat Dağıtımı ve Jitter

ADCs mükemmel bir şekilde eşleştirildiğinde bile, kanallar arasında paylaşılan saat jitter, düşük fazlı-noise saat kaynağına sahip olabilir ve gecikmeli döngüler (DLLs) veya faz kilitlenmiş döngüler (PLLs) önemlidir. Ek olarak, diferansiyel saat dağılımı ortak mod gürültüsüne yardımcı olur.

Yanlış eşleştirme ile ilgili klasik bir referans, N. Kurosawa ve al. tarafından yapılan bildiridir. "Zamanla temas halindeki ADC sistemlerinin ortak analizi."

Uygulamaları Across Industries

Yüksek Hız Data Acquisition

Dijital depolama oscilloskopları ve rastgele dalgaform jeneratörleri, çok-gigasample-per-saniye yakalama oranları elde etmek için TI-ADC'lara güveniyor. R&D test ekipmanları genellikle güç elektronik, serdes ve optik iletişimde hızlı geçicileri görselleştirmek için geçici olarak kullanır.

Yazılım Savunmalı Radyo ve Radar

Askeri ve ticari iletişimdeki geniş bant alıcıları, büyük bant genişliğini anında sayısallaştırmaya ihtiyaç duyar. Zaman-intereard ADCs, çoklu geri dönüşüm aşamalarını ortadan kaldıran doğrudan alıcıları, analog cepheyi basitleştirmek ve büyüklüğü azaltmak için, ağırlığı ve gücü basitleştirmek için doğrudan bir şekilde yardımcı olur (SWaP).

Tıbbi Görüntüleme

Ultrasound kirişler ve yüksek alan MR tarayıcıları, çoklu dizi elementlerin hızlı sayısallaştırılması gerektirir. TI-ADCs, iyi uzaysal karar elde etmek için yeterli kanal işlemesine izin verir. ölçeklenebilirliği onları çok kanallı tıbbi görüntüleme sistemleri için ideal kılar.

Bilimsel Aletasyon

Parçacık fiziği dedektörleri, ultrafast lazer metroloji ve radyo astronomisi her türlü aşırı örnekleme hızlarını talep eder. Örneğin, Square Kilometer, yüzlerce megahertz'ı sayısallaştırmaya yönelik çok sayıda TI-ADC kullanır.

Tıbbi uygulamalar hakkında daha fazla bilgi için, bkz.TELFLT:0) Bu inceleme kağıdı ultrason görüntülemede ADCs üzerinde inceleme kağıdı).

CMOS ölçeklendirmeye devam ettikçe, tek kanal ADC hız ve interleaving potansiyel darlar arasındaki boşluk. Bununla birlikte, 5G/6G bazband işleme ve optik koherent alıcılar yüksek dinamik aralığı ile >100 GSps için talep ediyorlar.

  • [FONT=0)Hybrid mimarlıkları[[Döneticileri ile birlikte zaman ayırmayı birleştiren (tek spektrumu bölmek için analog filtreler kullanarak).
  • [FONT:0) Dijital pre-distortion[Dönetici:0) Kanalların analog ön cephesini telafi etmek için[Dönetici).
  • [FONT:0]Makine-öğrenme tabanlı kalibrasyon[Dönetici:0) Bu, belirli eğitim dizileri olmadan gerçek zamanlı olarak yanlış eşleşmeleri öğrenir ve düzeltir.

çip-to-çip optik bağlantılarındaki yenilikler de ölçeklenebilir, alt-THz dalgaform yakalama için yüzlerce ADC'nin iç içe geçmesine olanak sağlayabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Zamanlı ADCs, modern elektronikler tarafından gerekli yüksek örnekleme oranlarına ulaşmak için kanıtlanmış, ölçeklenebilir bir yol sağlıyor. Paralel olarak, tasarımcılar hız kazanır, maliyet tasarrufları ve esneklikten ödün vermeden - bugün kullanımız sinyal kanallarını dikkatli bir şekilde ele alırlarken, lineer olmayan görüntüleri ve radarları tıbbi görüntüleyicilere ve radyo teleskoplara ve radarlara kadar, TI-ADC teknolojisi daha fazla avantaj sağlayacaktır.