时序交错ADC：应对超高速取样挑战与解决方案

"PCB层级中时序交错式超高速ADC解决方案" 时序交错式类比数位转换器（Time-interleaved ADC，TIADC）是一种用于实现超高速取样的技术，它通过组合多个低速ADC来达到高速取样的效果，而不会牺牲分辨率或动态性能。在每秒数十亿次（GSPS）的取样率下，这种技术对于PCB层次的设计提出了严峻挑战。设计混合信号电路时，需要考虑噪声、同步误差、时钟偏移和增益不匹配等因素，这些因素都可能对最终系统的性能产生影响。 时序交错的目标是通过并行多个ADC工作，每个ADC在不同的时间点取样输入信号，然后将结果合并，从而提高整体取样速率。这样，总的取样频率等于各个ADC的取样频率之和，而分辨率则保持不变。然而，为了确保正确操作，必须精确控制每个ADC的时序，以避免采样错误。 文章讨论了在采用TIADC时面临的技术难题，并提供了系统设计的解决方案。这包括创新的组件设计，如高精度时钟分配网络、驱动放大器和时脉源，它们对于维持各ADC间的同步至关重要。此外，文中还提到了使用快速傅立叶变换（FFT）进行分析，以验证在7GSPS速率下两个转换器芯片交错解决方案的效果。 在某些应用中，提高取样速度可以带来显著的优势。例如，在无线电通信中，增加取样速度可以扩展瞬时带宽，允许处理更多的信息载波，从而提高系统的数据处理能力。在光探测和测距（LiDAR）系统中，更快的取样可以提高飞行时间测量的精度，进而提升系统的空间分辨率。 然而，高速ADC的使用也伴随着挑战，比如时钟抖动、失调漂移和通道间延迟差异。这些都需要在PCB设计阶段进行精心优化，以减少系统误差。例如，需要选择合适的PCB材料和布线策略来降低信号串扰，使用高质量的时钟源减少时钟抖动，以及采用补偿电路来校正通道间的不匹配。 时序交错式超高速ADC是实现高性能信号处理的关键技术，但其设计和实现需要深入理解混合信号电路设计、高频数字信号处理和精密时序控制等多个领域的知识。通过克服这些挑战，TIADC可以为各种应用提供更高的性能和灵活性。