在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的性能對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的效率和精度至關(guān)重要。時(shí)間交錯(cuò)技術(shù)是一種強(qiáng)大的方法，可以顯著提升模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的采樣速率和性能。本文將詳細(xì)介紹時(shí)間交錯(cuò)技術(shù)的原理、優(yōu)勢(shì)以及在實(shí)際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)和解決方案。

時(shí)間交錯(cuò)技術(shù)的原理

時(shí)間交錯(cuò)技術(shù)通過(guò)使用多個(gè)相同的ADC，并以比每個(gè)單獨(dú)ADC更高的速率處理采樣數(shù)據(jù)序列。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，時(shí)間交錯(cuò)（IL）由時(shí)間多路復(fù)用多個(gè)相同的ADC并聯(lián)陣列組成。例如，通過(guò)交錯(cuò)四個(gè)10位/100 MSPS的ADC，理論上可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)10位/400 MSPS的ADC。

在時(shí)間交錯(cuò)系統(tǒng)中，一個(gè)模擬輸入信號(hào)被多個(gè)ADC采樣，每個(gè)ADC依次采樣并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。這些數(shù)字信號(hào)通過(guò)解復(fù)用器重新組合，形成一個(gè)高采樣速率的輸出數(shù)據(jù)序列。雖然每個(gè)ADC的采樣速率較低，但整體系統(tǒng)等效于一個(gè)高采樣速率的單個(gè)ADC。

時(shí)間交錯(cuò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

時(shí)間交錯(cuò)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于能夠顯著提升ADC的采樣速率，從而提高系統(tǒng)的帶寬和動(dòng)態(tài)范圍。例如，通過(guò)交錯(cuò)多個(gè)低速ADC，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)高速ADC的功能，而不需要復(fù)雜的高速采樣電路。這種方法不僅提高了采樣速率，還降低了功耗和成本。

時(shí)間交錯(cuò)技術(shù)的挑戰(zhàn)

盡管時(shí)間交錯(cuò)技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中也面臨一些挑戰(zhàn)。一個(gè)重要的問(wèn)題是交錯(cuò)雜散（IL雜散）的產(chǎn)生。這些雜散成分是由通道間的模擬失配引起的，例如增益失配、失調(diào)失配、采樣時(shí)間偏斜和帶寬失配等。這些雜散成分會(huì)降低系統(tǒng)的性能，尤其是在高頻應(yīng)用中。

解決方案與校準(zhǔn)技術(shù)

為了克服這些挑戰(zhàn)，開(kāi)發(fā)了多種校準(zhǔn)技術(shù)和隨機(jī)化方法。通過(guò)精確測(cè)量和校正通道間的失配，可以顯著降低交錯(cuò)雜散的功率。此外，通過(guò)隨機(jī)化通道的采樣順序，可以將殘留的交錯(cuò)雜散功率擴(kuò)散到噪聲底，從而減少雜散成分的影響。

實(shí)際應(yīng)用案例

以AD9625為例，這是一個(gè)12位/2.5GSPS的三路交錯(cuò)ADC。通過(guò)對(duì)三個(gè)通道之間的失配進(jìn)行校準(zhǔn)，可以顯著減少交錯(cuò)雜散的功率。進(jìn)一步通過(guò)通道隨機(jī)化技術(shù)，可以將殘留的交錯(cuò)雜散功率擴(kuò)散到噪聲底，從而提高系統(tǒng)的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）。

另一個(gè)例子是AD9652，這是一個(gè)16位/310 MSPS的四路交錯(cuò)ADC。通過(guò)校準(zhǔn)和隨機(jī)化技術(shù)，可以顯著改善輸出頻譜的純度，提高系統(tǒng)的性能。如需AD9652產(chǎn)品規(guī)格書、樣片測(cè)試、采購(gòu)、BOM配單等需求，請(qǐng)加客服微信：13310830171。

結(jié)論

時(shí)間交錯(cuò)技術(shù)是一種強(qiáng)大的工具，可以顯著提升ADC的性能。通過(guò)校準(zhǔn)和隨機(jī)化技術(shù)，可以有效減少交錯(cuò)雜散的影響，從而實(shí)現(xiàn)全集成、極高速的12/14/16位交錯(cuò)ADC。在實(shí)際應(yīng)用中，時(shí)間交錯(cuò)技術(shù)可以顯著提高系統(tǒng)的帶寬和動(dòng)態(tài)范圍，為寬帶信號(hào)處理提供了有效的解決方案。