《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置：首頁 > 其他 > 設(shè)計應(yīng)用 > 基于時間交替采樣技術(shù)的1 GS/s、16 bit數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究
基于時間交替采樣技術(shù)的1 GS/s、16 bit數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第7期
李海濤1，李斌康1，2，孫 彬1，張 美1，2，田 耕1，2
1.西北核技術(shù)研究所，陜西 西安710024；2.強脈沖輻射環(huán)境模擬與效應(yīng)國家重點實驗室，陜西 西安710024
摘要： 為了實現(xiàn)對大動態(tài)范圍信號的高精度幅度信息獲取，基于時間交替采樣技術(shù)，研制1 GS/s、16 bit高速高分辨率數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，功能測試發(fā)現(xiàn)：當(dāng)輸入模擬信號中含有較大直流分量時，輸出采樣數(shù)據(jù)波形會發(fā)生振蕩問題。研究時間交替采樣技術(shù)，確認(rèn)偏置誤差是導(dǎo)致振蕩問題發(fā)生的原因。設(shè)置ADC工作在實時校正誤差模式，結(jié)合離線校正算法，解決采樣數(shù)據(jù)的振蕩問題，對比偏置誤差校正前后的時域波形和頻譜，驗證校正算法的有效性。測試結(jié)果表明，研制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實現(xiàn)了對大動態(tài)范圍信號的單信道高精度測量功能。
中圖分類號： TN935.4
文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212177
中文引用格式： 李海濤，李斌康，孫彬，等. 基于時間交替采樣技術(shù)的1 GS/s、16 bit數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(7)：118-123，139.
英文引用格式： Li Haitao，Li Binkang，Sun Bin，et al. Research on 1 GS/s，16 bit data acquisition system based on time-interleaved sampling technology[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(7)：118-123，139.
Research on 1 GS/s，16 bit data acquisition system based on time-interleaved sampling technology
Li Haitao1，Li Binkang1，2，Sun Bin1，Zhang Mei1，2，Tian Geng1，2
1.Northwest Institute of Nuclear Technology，Xi′an 710024，China； 2.State Key Laboratory of Intense Pulsed Radiation Simulation and Effect，Xi′an 710024，China
Abstract： In order to obtain high precision amplitude information of large dynamic range signals to be sampled, a 1 GS/s, 16 bit high-speed and high-precision data acquisition system is designed based on the time-interleaved sampling technology. Through tests, it is found that if the input analog signal contains a large DC component, the output sampled data waveform will oscillate. It is confirmed that the bias error is the cause of oscillation. By setting the ADC to work in the real-time error correction mode, combined with the off-line correction algorithm, the oscillation problem of sampled data is solved, and the time-domain waveform and spectrum before and after correction are compared to verify the effectiveness of the correction algorithms. The test results show that the designed data acquisition system realizes the function of single channel high-precision measurement of large dynamic range signals.
Key words : data acquisition system；time-interleaved sampling；mismatch error；offset error；correction algorithm

0 引言

    隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速進(jìn)步，基于模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter，ADC)的實時數(shù)據(jù)采樣技術(shù)發(fā)展迅速。為了高精度地獲取待采樣信號波形，需要選擇合適參數(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。待采樣信號帶寬越高，需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實時采樣率就越高；待采樣信號的幅值動態(tài)范圍越大，需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分辨率越高。

    對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究正在持續(xù)地蓬勃開展，2012年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的唐紹春，基于時間交替采樣技術(shù)，研制10 GS/s、8 bit數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[1]；2013年，中國科學(xué)院高能物理研究所的鄒劍雄，研制4 GS/s、12 bit數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[2]；2019年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的梁昊，研制雙通道5 GS/s、10 bit數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[3]；2019年，電子科技大學(xué)的周楠，研制5 GS/s、12 bit數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[4]；2019年，電子科技大學(xué)蔣俊、楊擴軍等人，基于時間交替采樣技術(shù)，研制20 GS/s、8 bit數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[5-6]；2019年，中國工程物理研究院的吳軍，研制6.4 GS/s、12 bit數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，應(yīng)用于脈沖輻射場診斷。




本文詳細(xì)內(nèi)容請下載：http://www.ihrv.cn/resource/share/2000004600。




作者信息：

李海濤1，李斌康1，2，孫  彬1，張  美1，2，田  耕1，2

(1.西北核技術(shù)研究所，陜西 西安710024；2.強脈沖輻射環(huán)境模擬與效應(yīng)國家重點實驗室，陜西 西安710024)




wd.jpg

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng)，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。