圖1. 采樣保持拓撲結(jié)構(gòu):(1a) 單列,(1b) 雙列。
延遲映射THA和ADC
開發(fā)采樣保持器和ADC信號鏈的最困難任務(wù)之一,是在THA捕獲采樣事件的時刻與應(yīng)將其移到ADC上以對該事件重新采樣的時刻之 間設(shè)置適當?shù)臅r序延遲。設(shè)置兩個高效采樣系統(tǒng)之間的理想時間差的過程被稱為延遲映射。
在電路板上完成該過程可能冗長乏味,因為紙面分析可能不會考慮PCB板上時鐘走線傳播間隔造成的相應(yīng)延遲,內(nèi)部器件組延遲,ADC孔徑延遲,以及將時鐘分為兩個不同段所涉及到的相關(guān)電路(一條時鐘走線用于THA,另一條時鐘走線用于ADC)。設(shè)置THA和ADC之間延遲的一種方法是使用可變延遲線。這些器件可以是有源或無源的,目的是正確對準THA采樣過程的時間并將其交給ADC進行采樣。這保證了ADC對THA輸出波形的穩(wěn)定保持模式部分進行采樣,從而準確表示輸入信號。
如圖2所示, HMC856 可用來啟動該延遲。它是一款5位QFN封裝,90 ps的固有延遲,步進為3 ps或25ps ,32位的高速延時器。它的缺點是要設(shè)定/遍歷每個延遲設(shè)置。要使能新的延遲設(shè)置,HMC856上的每個位/引腳都需要拉至負電壓。因此,通過焊接下拉電阻在32種組合中找到最佳延遲設(shè)置會是一項繁瑣的任務(wù),為了解決這個問題,ADI使用串行控制的SPST開關(guān)和板外微處理器來幫助更快完成延遲設(shè)置過程。
圖2. 延遲映射電路。
為了獲得最佳延遲設(shè)置,將一個信號施加于THA和ADC組合,該信號應(yīng)在ADC帶寬范圍之外。本例中,我們選擇一個約10 GHz的信號,并施加-6 dBFS的電平(在FFT顯示屏上捕獲)。延遲設(shè)置現(xiàn)在以二 進制步進方式掃描,信號的電平和頻率保持恒定。在掃描過程中顯示并捕獲FFT,收集每個延遲設(shè)置對應(yīng)的基波功率和無雜散動態(tài)范圍 (SFDR) 數(shù)值。
結(jié)果如圖3a所示,基波功率、SFDR和SNR將隨所應(yīng)用的每個設(shè)置而變化。如圖所示,當把采樣位置放在更好的地方(THA將樣本送至ADC的過程之中)時,基波功率將處于最高水平,而SFDR應(yīng)處于最佳性能(即最低)。圖3b為延遲映射掃描的放大視圖,延遲設(shè)定點為671,即延遲應(yīng)該保持固定于此窗口/位置。請記住,延遲映射程序僅對系統(tǒng)的相關(guān)采樣頻率有效,如果設(shè)計需要不同的采樣時鐘,則需要重新掃描。本例中,采樣頻率為4 GHz,這是該信號鏈中使用的THA器件的最高采樣頻率。