1GSa-s數(shù)據(jù)采集卡研制.pdf

1、高速數(shù)據(jù)采集廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、測試儀器等領(lǐng)域。目前國內(nèi)相對于國外在采樣率、帶寬、性能等方面還存在較大差距，針對這一現(xiàn)狀，以及國防武器裝備對高速數(shù)據(jù)采集的實際需求，本課題對高速數(shù)據(jù)采集的理論及應(yīng)用進(jìn)行深入研究，本論文的研究工作主要包括三方面：
　　首先，在對高速數(shù)據(jù)采集卡指標(biāo)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，給出了1GSPS數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計方案，論述了硬件電路各個部分的實現(xiàn)方法，對關(guān)鍵芯片的選型及相應(yīng)的控制邏輯，給出了較為詳細(xì)的論述。本設(shè)計中F

2、PGA作為主控器，對各個模塊實現(xiàn)控制，同時實現(xiàn)接口電路。文中硬件設(shè)計部分給出FPGA作為主控制器的控制邏輯及時序狀態(tài)圖，軟件部分介紹了上位機(jī)向數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送命令、讀寫數(shù)據(jù)的控制流程。
　　其次，針對高速數(shù)模混合電路中存在的數(shù)字信號對模擬信號干擾問題，本課題研究了使用HFSS全三維電磁場仿真優(yōu)化PCB布局布線、地平面分割的方法，提高了ADC的有效位數(shù)。論文詳細(xì)說明了使用HFSS仿真優(yōu)化數(shù)據(jù)采集卡布局布線及地平面分割的流程，并在實際電

3、路板上給出了選擇性驗證。
　　第三，本文對并行采樣的ADC失配誤差進(jìn)行了分析和研究，并給出了修正通道間失配的方法。對于非均勻采樣失配，調(diào)整采樣時鐘相位可減小誤差，本文使用的調(diào)整方法可使時鐘調(diào)整分辨率達(dá)到10ps以下。另外，本文研究了模擬帶寬增強(qiáng)技術(shù)和波形重建技術(shù)，用來改善高速數(shù)據(jù)采集卡的頻率響應(yīng)不平坦問題、以及采樣率有限帶來的波形失真問題，有效提高了數(shù)據(jù)采集卡的性能。
　　本文最后給出了數(shù)據(jù)采集卡的測試及性能分析。測試分析結(jié)