[发明专利]一种基于垂直交替的宽带信号高精度采集装置

摘要

本发明公开了一种基于垂直交替的宽带信号高精度采集装置，为了突破ADC固有分辨率(精度)的限制，立足于并行采集技术，设计一个兼具高采样率与高垂直分辨率的宽带信号采集装置。在保证实时采样的情况下，通过多个通道对同一信号进行不同程度的偏移，并由多片ADC对宽带信号进行同步采样，然后对多路采样数据进行直接累加和拼合(重建)来提高信号采集的精度，数据位宽由k位扩展为k'＝k+log₂(M)位，重构之后的数据串即为高精度的采样结果(数据)，提升位数为Δk＝log₂(M)，从而兼具了高采样率与高垂直分辨率，并能将宽带信号的细节实时并准确地还原出来。达到对高速信号的高精度采集，对于突破高速ADC芯片的分辨率限制有重要意义。

主权项

1.一种基于垂直交替的宽带信号高精度采集装置，其特征在于，包括：一信号调理通道，用于对输入的宽带信号进行幅度调理、抗混叠滤波，然后进行1：M的扇出驱动，输出M路调理后的宽带信号；一垂直交替采样阵列，用于接收来自信号调理通道的M路调理后的宽带信号，获取M组低精度的采样结果；所述垂直交替采样阵列由M片分辨率为k位的ADC组成，它们具有相同的采样率和一致的采样时钟，用于分别接收M路调理后的宽带信号；对于第m片ADC，其输入进行采样的模拟信号为接收的宽带信号加入偏置电压后的信号，其中m＝0,1…,M‑1，Δ为ADC的量化步进，且V_ref为ADC采样的参考电压；每片ADC输出一组低精度的采样结果，M片ADC得到M组低精度的采样结果，并输出给FPGA；一个FPGA，用于M组低精度的采样结果按序同步接收，并将接收多组低精度的采样结果重构进行直接累加，得到高精度的采集结果(数据)；一个时钟模块，用于为M片ADC提供同步的采样时钟，同时为FPGA提供工作时钟。