【摘 要】
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近年来,由于集成电路制造工艺技术的限制,单片ADC的采样率难以再继续提高。针对此问题,时间交织模数转换器（Time-Interleaved Analog to Digital Converter,TIADC）的技术被提出。TIADC技术利用M个通道ADC并行交替采样的方法,实现采样率的M倍提升。但在实际中,TIADC采样系统的各个通道ADC存在差异,这给系统带来了偏置误差、增益误差和时间误差,最终
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近年来,由于集成电路制造工艺技术的限制,单片ADC的采样率难以再继续提高。针对此问题,时间交织模数转换器（Time-Interleaved Analog to Digital Converter,TIADC）的技术被提出。TIADC技术利用M个通道ADC并行交替采样的方法,实现采样率的M倍提升。但在实际中,TIADC采样系统的各个通道ADC存在差异,这给系统带来了偏置误差、增益误差和时间误差,最终导致采样系统性能的下降。因此,为了提高TIADC采样系统的性能,必须校准这三种失配误差。AXIe总线凭借着传输速度快、兼容性强、功率大和散热强等优点,在众多自动测试系统总线标准中脱颖而出。自动测试系统结合AXIe和TIADC技术可以达到采样率高、数据传输速率快的性能,而上位机软件是自动测试系统的重要组成部分,因此,本文设计了基于TIADC的高速数据采集系统的上位机软件,具体的研究内容如下:1.研究TIADC采样系统的基本原理、失配误差的主要来源以及失配误差对采样系统性能的影响。研究失配误差对TIADC采样系统的频域特性及SNDR指标的影响。2.研究失配误差的校准方法。针对累加平均法和平均功率法不适用于有直流分量的输入信号缺陷,设计一种改进的偏置、增益误差校准方法,并用AXIe高速数据采集系统的采样数据验证改进的校准方法,结果表明,对于1V,40MHz的正弦波信号数据,传统的累加平均法和平均功率法能使SNDR从49.32d B提高到49.35d B,改进的校准方法能使SNDR提高到49.36d B,比前者的高0.01d B。提出一种基于埃特金逐步插值滤波器的时间误差校准方法,并结合该校准方法和LMS迭代算法实现对时间误差的估计与校准。对基于埃特金逐步插值滤波器的时间误差校准方法进行仿真验证,实验结果表明,对不同频率的输入信号,使用本方法校准时间误差后,SNDR提高至64d B以上,并且该方法能根据校准精度要求自动调节滤波器的阶数。3.研究AXIe体系结构和IVI驱动的规范、仪器功能组以及体系结构。研究IVICOM驱动器的使用方法,并使用IVI-COM驱动器实现上位机软件对AXIe高速数据采集仪的程控操作。4.结合MFC框架、Iocomp控件、IVI驱动器和上述失配误差校准方法设计上位机软件,实现软件数据采集、失配误差校准和数据波形显示的功能。在M9505A、M9703A和M9536A组成的AXIe高速数据采集系统上验证上位机软件的功能,实验结果表明,上位机软件能程控操作该采集系统,获取系统采集的数据,能有效地校准采集数据的失配误差,并能正常显示数据的波形。
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