时间交织 ADC · 从两路采样到失配频谱

入门实验 / TIME-INTERLEAVED ADC

让多路 ADC 轮流采样

你已经了解普通 ADC 和频谱。接下来每次只改变一个条件,把采样时刻、误差和频谱连起来。

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实验 1 / 5

轮流采样

把两路 ADC 的采样时刻拼成一条均匀序列。

① 先预测

两路各 1 GS/s 的 ADC,采样时刻错开 0.5 ns。合并后的采样率是多少?

② 做实验

先选一个预测,或选择“还不确定”,即可查看实验操作。图表目前是无失配的基线。

本步实验参数
查看波形与频谱 ↓
总采样率 f_s2 GS/s
每路 f_s / M1 GS/s
相邻 / 同路间隔0.5 / 1 ns
A0.0ns
B0.5ns
A1.0ns
B1.5ns
A2.0ns
B2.5ns
A3.0ns
B3.5ns

上方是无误差的采样时刻表;颜色对应通道 A、B。波形图用通道 0、1 标记。

时域 · 通道样本与输入实际输入 124.5 MHz
−0.50.00.501input and channel samples · V012243647 samples
输出频谱 · 0 到 f_s/2SNDR 84.1 dB
−140−120−100−80−60−40−2000 Hz500 MHz1 GHzdBFS
无失配基线 · 先做预测
实验假设与读图提示

模型沿用本项目经 Python 参考对照的时间交织 ADC 仿真。输入是幅度 0.4 V 的正弦;总采样率 2 GS/s;ADC 为 14 位、±0.5 V 范围。保留量化;关闭热噪声、源谐波和带宽失配;所有通道共享 20 GHz 单极点模拟带宽。本课不执行抽取或校准。

失配控制表示通道间 RMS,并去除了通道均值。两路时相对误差等幅反号;共同增益、共同失调与共同延时的作用不同。预测杂散是解析计算,图上实测 FFT 会受到量化和有限记录的影响。

FFT 使用 4096 点相干采样,输入会微调至相邻的奇数频点,所以“125 / 250 MHz”是目标值。请以图上实际输入为准。dBc 表示相对于载波的功率比,以电压幅度计算时用 20 log₁₀。

f_s/2 处的交替序列 RMS 等于其峰值,普通正弦的 RMS 为峰值 / √2。本课将奈奎斯特端点的解析峰值换算为功率,再与 FFT 比较,避免 3 dB 的读图偏差。

随机 jitter 使用固定种子的独立高斯序列,便于重复比较。时域图在标称时刻显示 jitter 引起的电压变化,不展示逐样本随机时间位移;固定 skew 的时间位移则会显示。

通道采样率限制单路数字序列的奈奎斯特区;模拟输入带宽是另一项约束。各通道可单独混叠,完整的理想交织序列仍按总采样率判定混叠。

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