[发明专利]一种混合交替采样系统

说明书

本发明公开了一种混合交替采样系统，采用多个QIADC子系统(量化交替采样子系统)基于时间交替采样方式构建。本发明中ADC数量N一定情况下，通过改变混合交替采样系统通道数量能够实现采样率和分辨率可配置。同时本发明通道数量、QIADC子系统的ADC数量根据输入信号的噪声方差确定，这样提供了最适合的采样率和分辨率，解决了采样系统精度受限的问题，在不影响系统整体结构的基础上，能够充分利用硬件资源，提高了采样系统的采样性能，具有配置方法简单、采样性能好的特点。

技术领域

本发明属于并行交替采样技术领域，更为具体地讲，涉及一种混合交替采样系统。

背景技术

并行交替采样技术是一种有效提升采样系统性能的采样方法，适用于多通道采样系统。并行交替采样技术主要有两种：时间交替采样技术(Time-Interleaved ADC，简称TIADC)和量化交替采样技术(Quantization-Interleaved ADC，简称QIADC)。时间交替采样技术将满足奈奎斯特采样定理的高速采样时钟等分频成多个子时钟对输入信号进行并行采样，且保证每两个相邻子时钟之间的相位差均等，然后将每个通道采样到的数据进行交替式整合即可实现采样率的提升。量化交替采样技术原理框图如图1所示，采样系统中每个通道对输入信号x进行不同程度的偏移，相邻两个通道之间依次偏移△，然后由Q片ADC对输入信号进行同步采样，然后将每个通道采样到的数据直接相加得到结果，这样可实现分辨率的提升。

实际采样系统中不可避免的存在着输入噪声和量化噪声。由于提高采样率能够降低输入噪声，提高分辨率能够降低量化噪声，因此，必须在采样率和分辨率之间进行一定的权衡。

发明内容

针对不同输入信噪比的信号，为了提高信号重构精度以及采样系统的性能，本发明提供了一种基于时间交替采样和量化交替采样的混合交替采样系统，通过配置采样系统的通道数量，实现采样率和分辨率可重构，在不影响系统整体结构的基础上，提高了采样系统的采样性能。

为实现上述发明目的，本发明混合交替采样系统，其特征在于，包括：

M个QIADC子系统，每个QIADC子系统由Q个通道(ADC)组成，按照量化交替采样方式对输入信号x进行采样，其中，第一个、第二个、第三个、…、第M个QIADC子系统采样输出为数据y₁、y₂、y₃、…、y_M；

一采样时钟产生和分配网络，用于产生M个子时钟，两个相邻子时钟之间的相位差为2π/M，其中，第一个子时钟的相位为0，第二个子时钟的相位为2π/M，第三个子时钟的相位为4π/M，…，第M个子时钟的相位为2π(M-1)/M，并分别作为第一个、第二个、第三个，…，第M个QIADC子系统的采样时钟，使M个QIADC子系统构成一个TIADC系统；

一数据接收和拼接模块，用于M个QIADC子系统采样输出的数据y₁、y₂、y₃、…、y_M的接收，并按时间先后进行拼接，得到采样数据y；

在混合交替采样系统使用的ADC数量N一定的情况下，QIADC子系统的个数M(即整个混合交替采样系统的通道数量)以及每个QIADC子系统的ADC数量Q根据以下准则确定：

Q＝N/M

其中，Round为四舍五入取整函数，σ²为输入信号的噪声方差，b为QIADC子系统输出的采样数据的位数，V_ref是量化参考电压。

本发明的发明目的是这样实现的：