ADC基本校准

只看该作者 · 2024-9-27 12:04

时间交织ADC（Time-Interleaved ADC, TI-ADC）是一种通过并行连接多个ADC通道来增加采样速率的技术。在这种结构中，每个ADC通道以相同的速率工作，但它们的采样时间在时域上错开，从而实现总体上更高的采样速率。TI-ADC系统的整体采样率是单个ADC采样率的倍数（等于通道数）。

基本原理
在TI-ADC中，假设有N个ADC通道，每个通道以采样周期T进行采样，但相邻通道之间的采样时间差为T/N。这样，第一个通道在时刻t、t+NT、t+2NT…采样，第二个通道在时刻t+T/N、t+NT+T/N、t+2NT+T/N…采样，以此类推。

例如，假设有4个通道（N=4），每个通道以1GSPS的速率工作，那么整体系统的采样速率将达到4GSPS。各个通道的采样时间如下：

通道0：0, 4T, 8T, 12T, …
通道1：T, 5T, 9T, 13T, …
通道2：2T, 6T, 10T, 14T, …
通道3：3T, 7T, 11T, 15T, …

优缺点
优点
高采样速率：TI-ADC可以实现比单个ADC更高的采样速率，适用于高速数据采集。
提高带宽：通过时间交织，可以有效扩展ADC的带宽。
资源共享：多个ADC通道可以共享输入信号，提高系统资源利用率。
缺点
通道不匹配：增益、偏移和时钟相位误差会导致通道间不匹配，影响系统性能。
复杂校准：需要复杂的校准算法来校准各通道的增益、偏移和时钟相位误差。
功耗增加：多个ADC并行工作，会导致整体功耗增加。

三种误差及其校准
1. 增益误差
每个ADC通道的增益误差会导致不同通道的输出幅度不一致。这种误差主要来源于各通道的增益放大器和ADC的增益不匹配。
校准方法：
在设计时通过匹配电路元件来减小增益误差。
使用数字校准算法，根据已知输入信号（如正弦波）计算并调整每个通道的增益。

2. 偏移误差
每个ADC通道的偏移误差会导致输出信号在直流电平上的偏移。这种误差主要来源于各通道的偏置电压和ADC的偏移不匹配。
校准方法：
在设计时通过匹配电路元件来减小偏移误差。
使用数字校准算法，根据已知输入信号计算并调整每个通道的偏移。

3. 时钟相位误差
每个ADC通道的时钟相位误差会导致采样时间的不一致，从而引起时域采样点的偏差。这种误差主要来源于时钟分配网络的不对称和时钟信号的抖动。
校准方法：
在设计时通过优化时钟分配网络来减小相位误差。
使用数字校准算法，通过插值和重建技术调整各通道的采样点。

只看该作者 · 2024-9-28 14:53

一般ADC外设都有自校准

只看该作者 · 2024-10-7 13:47

时间交织ADC技术是一种有效的提高模拟-数字转换器（ADC）采样率的方法。

只看该作者 · 2024-10-7 17:20

在通信系统中，高速信号处理需要高采样率的ADC来捕获和处理信号。TI-ADC技术可以提供所需的采样率，从而满足这些系统的要求。

只看该作者 · 2024-10-8 12:09

时间交织ADC是一种有效的技术，它通过并行使用多个ADC来提高采样速率，适用于需要高速数据采集的应用场景。尽管存在同步和校准的挑战，但通过精心设计和先进的校准技术，TI-ADC可以实现高性能的数据采集。

只看该作者 · 2024-10-8 16:58

每个ADC通道的采样时间相对于其他通道错开，通常每个通道的采样时间间隔是采样周期的倒数。

2万 · 2024-10-8 19:56

TI-ADC通过并行连接多个ADC模块，并将它们的输出进行合并，以提高整体的采样率和分辨率。每个ADC通道都以相同的速率工作，但它们的采样时间在时域上被错开，以实现更高的总体采样速率。这种技术可以在保持较低功耗和成本的同时，实现高采样率和高分辨率。

只看该作者 · 2024-10-9 18:59

虽然TI-ADC可以提高采样率，但相对于使用单个高速ADC，它可能需要更多的硬件和更复杂的校准过程，这可能会增加成本和系统的复杂性。

1万 · 2024-10-11 10:35

时间交织ADC是一种有效的技术，用于提高模数转换器的采样速率和带宽。

只看该作者 · 2024-10-11 12:18

在时间交织 ADC 中，提高采样率可能会对分辨率产生一定影响。随着采样率的增加，由于通道失配等因素，可能会导致有效分辨率降低。因此，需要在采样率和分辨率之间进行权衡。如果应用对分辨率要求极高，可能需要选择具有更高固有分辨率的单个 ADC，并在设计 TI - ADC 时采取措施来减少通道失配的影响，以确保在高采样率下仍能保持足够的分辨率。

只看该作者 · 2024-10-11 13:57

这种技术的关键在于各个通道的采样时钟相位交错，使得每个通道在不同的时间点进行采样。通过这种方式，可以实现对连续时间信号的高速采样，而不需要单个ADC具备极高的采样速率。这种方法在高速数据采集系统、通信系统等领域中有广泛应用。

只看该作者 · 2024-10-11 19:53

设计时需要考虑模拟前端的设计，包括信号分配网络、驱动器、采样保持电路等，以确保信号在到达每个ADC之前保持一致。

只看该作者 · 2024-10-12 07:10

为了减小增益误差，可以在设计时通过匹配电路元件来减小误差，或者使用数字校准算法根据已知输入信号计算并调整每个通道的增益。为了减小偏移误差，同样可以在设计时通过匹配电路元件来减小误差，或者使用数字校准算法根据已知输入信号计算并调整每个通道的偏移。为了减小时钟相位误差，可以在设计时通过优化时钟分配网络来减小相位误差，或者使用数字校准算法通过插值和重建技术调整各通道的采样点。

2万 · 2024-10-14 09:14

时间交织ADC的性能依赖于通道之间的一致性和匹配性。任何通道间的增益、时延或采样时刻的不匹配都会导致性能下降，因此通常需要复杂的校准和调整机制来确保各通道的良好匹配。

只看该作者 · 2024-10-14 12:48

增益误差是指每个ADC通道的增益不匹配，导致输出幅度不一致。这种误差主要来源于各通道的增益放大器和ADC的增益不匹配。偏移误差是指每个ADC通道的偏置电压不匹配，导致输出信号在直流电平上的偏移。时钟相位误差是指每个ADC通道的采样时间不一致，导致时域采样点的偏差。这种误差主要来源于时钟分配网络的不对称和时钟信号的抖动。