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高精度流水线逐次逼近混合型模数转换器设计
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作者 叶茂 白春阳 +1 位作者 郑肖肖 赵毅强 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期140-150,共11页
为满足数字X射线系统中光电二极管阵列读出电路对平均性能优越的模数转换器(analog-to-digital converter,ADC)的要求,设计一款高精度流水线逐次逼近混合型模数转换器.采用带有预放大级的增益增强型放大器结构,实现了高能效运放设计.使... 为满足数字X射线系统中光电二极管阵列读出电路对平均性能优越的模数转换器(analog-to-digital converter,ADC)的要求,设计一款高精度流水线逐次逼近混合型模数转换器.采用带有预放大级的增益增强型放大器结构,实现了高能效运放设计.使用最低有效位(least significant bit,LSB)平均抗噪声方法,简化第二级比较器结构,有效降低了系统功耗.运用基于延迟锁相环(delay-locked loop,DLL)反馈环路实现比较器时钟自调节,提高了异步时序鲁棒性.基于0.18µm EPI BCD工艺完成对ADC电路设计、版图绘制和后仿真验证.在5.0 V供电电压、5 MS/s采样率的条件下,有效位数ENOB为15.61 bit,信噪失真比SNDR为95.73 dB,非杂散动态范围SFDR为110.72 dB. 展开更多
关键词 集成电路 模数转换器 LSB平均抗噪声 DLL时钟自调节环路 高能效运放
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一种基于两步式SAR ADC架构的智能温度传感器
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作者 曹亦栋 陈雷 +3 位作者 初飞 李建成 张健 李全利 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期603-611,共9页
针对高速接口芯片的局部结温监测问题,设计了一种基于两步式逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)的片上智能温度传感器,该传感器可配合上位机实现对全芯片温度的实时监测,并输出数字温度码。电路对横向pnp管的基极-发射极电压进行采样,设计... 针对高速接口芯片的局部结温监测问题,设计了一种基于两步式逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)的片上智能温度传感器,该传感器可配合上位机实现对全芯片温度的实时监测,并输出数字温度码。电路对横向pnp管的基极-发射极电压进行采样,设计了温度监测模块进行量化比较。电路采用了两步式SAR ADC进行10 bit数字温度码的转换输出,两步式SAR ADC通过调节电阻阵列实现粗量化,调节比较器输入管阵列进行细量化。电路基于28 nm CMOS工艺设计,模块面积为0.049 mm^(2)。仿真结果表明,27℃、1.8 V电源电压下温度传感器的最大动态功耗为379μW,在10 MHz参考时钟下的输出响应时间为37.1μs。测试结果表明,芯片温度为62.8~124.5℃时温度传感器温度测量的误差为±1.5℃。 展开更多
关键词 高速接口芯片 温度传感器 横向pnp管 温度监测模块 两步式逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)
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电磁脉冲的范数探测及其应用 被引量:10
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作者 谢彦召 孔旭 +2 位作者 和少寅 金印斌 李启 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1221-1227,共7页
电磁范数作为一种定量表征脉冲波形特征的工具,已被美军标和IEC等多个国际标准所采纳,可应用于高功率电磁环境效应机理和评估技术研究。首先简要分析了不同电磁范数的物理意义及其内在关系,然后介绍了基于高速数字采样与存储技术研制的... 电磁范数作为一种定量表征脉冲波形特征的工具,已被美军标和IEC等多个国际标准所采纳,可应用于高功率电磁环境效应机理和评估技术研究。首先简要分析了不同电磁范数的物理意义及其内在关系,然后介绍了基于高速数字采样与存储技术研制的范数探测器。范数探测器把测试信号直接数字化并存储到探测器内部,而不再需要传输线缆或光缆,其实时采样频率可配置为1 GHz或2 GHz,存储深度为4 k B,可拓展。编制了上位机数据软件用于在电脑上显示波形并快速计算给出波形的常用电磁范数。该范数探测器可以解决密闭腔体内耦合场全波形的测量,计算给出的电磁范数可用于效应的敏感参数分析和效应评估,以及响应定界、电磁辐射源的时间反演定位等领域。 展开更多
关键词 范数探测 电磁脉冲 高速数据采集 现场可编程门阵列 电小天线 高速模数转换器
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用于16bit 100MS/s ADC的高精度参考电压产生电路 被引量:7
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作者 陈珍海 于宗光 +3 位作者 李现坤 魏敬和 黄嵩人 苏小波 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期127-132,180,共7页
设计了一种应用于16bit 100MS/s流水线模数转换器的输出可调参考电压产生电路.通过采用电流求和以及浮动电流源控制技术,设计了一种快速响应、高精度、输出电压可调的参考电压缓冲器.该缓冲器通过采用推挽输出和复制电路结构,在进一步... 设计了一种应用于16bit 100MS/s流水线模数转换器的输出可调参考电压产生电路.通过采用电流求和以及浮动电流源控制技术,设计了一种快速响应、高精度、输出电压可调的参考电压缓冲器.该缓冲器通过采用推挽输出和复制电路结构,在进一步提高输出参考电压的电源抑制比的同时,减小了输出阻抗.16bit 100MS/s模数转换器电路采用0.18μm 1P6M 1.8VCMOS工艺实现,测试结果表明,参考电压产生电路模块的功耗为23mW,面积为1.3mm×2.0mm,在-55℃~125℃范围内的温度系数为16×10^(-6)℃^(-1);整体模数转换器电路在全速采样条件下对于10.1MHz的输入信号得到的信噪比为76.3dB,无杂散动态范围为89.2dB,功耗为300mW,面积为3.5mm×5.0mm. 展开更多
关键词 流水线模数转换器 参考电压 电压缓冲器 高精度
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测试高分辨率ADC有效位数的HHT方法 被引量:9
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作者 王慧 刘正士 +1 位作者 汪家慰 王勇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2072-2076,共5页
提出一种新颖的正弦拟合法,它基于希尔伯特-黄变换(HHT)以及遍历法,从A/D转换器(ADC)输出数据中求出拟合正弦曲线的各个波形参数.和传统3参数和4参数正弦拟合法不同,它省去了严格选取参数初值的步骤,避免了求解非线性方程组.利用该方法... 提出一种新颖的正弦拟合法,它基于希尔伯特-黄变换(HHT)以及遍历法,从A/D转换器(ADC)输出数据中求出拟合正弦曲线的各个波形参数.和传统3参数和4参数正弦拟合法不同,它省去了严格选取参数初值的步骤,避免了求解非线性方程组.利用该方法,在信号源分辨率仅有7位以及含有谐波失真和噪声失真的情况下,实现了对14位ADC有效位数(ENOBs)的精确评价. 展开更多
关键词 高分辨率 A/D转换器 有效位数 HILBERT-HUANG变换 遍历法
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高速A/D转换器的满功率带宽测试 被引量:5
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作者 李迅波 廖述剑 +1 位作者 陈光 严顺柄 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第11期34-36,共3页
:本文采用“相干测试”原理,推导出低于或高于奈奎斯特采样频率时的基波恢复算法,完成了高速A/D的满功率带宽测试,及相关动态参数的测试,表征了高速A/D的动态特性。
关键词 满功率带宽 高速模数转换 数字信号处理 DSP
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12 bit高稳定性数模转换器设计 被引量:6
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作者 王志宇 邱仅朋 +3 位作者 刘童 刘家瑞 吕晶晶 郁发新 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期252-258,274,共8页
设计了一款12 bit高稳定性控制类数模转换器(DAC),该DAC集成了带有稳定启动电路的新型低失调带隙基准源(BGR),改善了基准电路的稳定性以及对温度和工艺的敏感性;DAC采用了改进的两级电阻串结构,通过开关电阻匹配和特殊版图布局,在既不... 设计了一款12 bit高稳定性控制类数模转换器(DAC),该DAC集成了带有稳定启动电路的新型低失调带隙基准源(BGR),改善了基准电路的稳定性以及对温度和工艺的敏感性;DAC采用了改进的两级电阻串结构,通过开关电阻匹配和特殊版图布局,在既不增加电路功耗又不扩大版图面积的前提下,提高了DAC的精度并降低了工艺浓度梯度对整体性能的影响。基于CSMC 0.5μm 5 V 1P4M工艺对所设计的DAC芯片进行了流片验证。测试结果表明:常温下DAC的微分非线性(DNL)小于0.45 LSB,积分非线性(INL)小于1.5 LSB,并且在-55~125℃内DNL小于1 LSB,INL小于2.5 LSB;5 V电源电压供电时功耗仅为3.5 m W,实现了高精度、高稳定性的设计目标。 展开更多
关键词 数模转换器(DAC) 低失调 高精度 两级电阻串 带隙基准源(BGR)
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基于现场可编程门阵列并行频率源的改进方法 被引量:3
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作者 徐跃 简金蕾 +2 位作者 任宏滨 连可 吉阳 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期82-87,共6页
针对传统直接数字频率合成(DDS)电路中相位累加器与波形查找表的工作频率与高速数模转换器(DAC)采样频率不匹配的问题,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)并行频率源的改进方法。该方法采用改进的8路并行DDS电路有效地扩展了DDS电路的输... 针对传统直接数字频率合成(DDS)电路中相位累加器与波形查找表的工作频率与高速数模转换器(DAC)采样频率不匹配的问题,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)并行频率源的改进方法。该方法采用改进的8路并行DDS电路有效地扩展了DDS电路的输出带宽;基于并行DDS结构,利用FPGA和高速DAC生成了不同调制模式下的通信信号,并在Vivado2014.2环境下进行测试。实验表明:该设计具有结构简单、易于实现、分辨率高等特点,可用于雷达、电子对抗领域中宽频带高分辨率信号的产生。 展开更多
关键词 并行直接数字频率合成 波形查找表 现场可编程门阵列 调制 高速数模转换器
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高速ADC频域特性测试系统的设计 被引量:2
9
作者 黄深喜 樊晓平 +2 位作者 刘少强 彭春华 杨胜跃 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期277-279,共3页
针对传统专用高速模数转换器频域特性测试系统构建难度大、成本高的问题,利用基于加窗和插值FFT算法的测试方法,提出一种低成本高速ADC频域特性测试系统,给出ADC采样时钟驱动电路、ADC输入信号驱动电路、FIFO缓存电路及USB接口电路的关... 针对传统专用高速模数转换器频域特性测试系统构建难度大、成本高的问题,利用基于加窗和插值FFT算法的测试方法,提出一种低成本高速ADC频域特性测试系统,给出ADC采样时钟驱动电路、ADC输入信号驱动电路、FIFO缓存电路及USB接口电路的关键设计技术。 展开更多
关键词 高速模数转换器 加窗和插值FFT 相干采样 非相干采样
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逐次逼近ADC无源器件的匹配性与高层次模型 被引量:3
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作者 佟星元 杨银堂 +1 位作者 朱樟明 刘帘曦 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期123-129,共7页
对逐次逼近A/D转换器的无源器件匹配性进行了研究.基于理论分析,明确了电荷再分配结构、电压等比例缩放结构以及混合结构等几种典型逐次逼近A/D转换器对无源器件网络匹配性的具体要求,并利用Matlab工具,通过建立逐次逼近A/D转换器无源... 对逐次逼近A/D转换器的无源器件匹配性进行了研究.基于理论分析,明确了电荷再分配结构、电压等比例缩放结构以及混合结构等几种典型逐次逼近A/D转换器对无源器件网络匹配性的具体要求,并利用Matlab工具,通过建立逐次逼近A/D转换器无源器件匹配性高层次模型对理论分析结果进行了验证.在此基础上提出了一种基于单位电容缩放的新型电荷再分配结构,在不提高无源器件匹配性要求的前提下,利用单位电容取代原有缩放电容并增加一定的时序控制,有效地解决了传统电容缩放结构中缩放电容工艺实现困难以及对寄生电容敏感的问题,适合片上系统的嵌入式应用. 展开更多
关键词 模数转换器 逐次逼近 无源器件 匹配性 高层次模型
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基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺的10 GS/s、3 bit模数转换器 被引量:2
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作者 张翼 沈宇 +3 位作者 李晓鹏 杨磊 刘中华 郭宇锋 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2019年第5期26-33,共8页
基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺,文中设计了超高速全并行模数转换器,其时钟采样率为10 GS/s、精度为3 bit。该模数转换器采用全差分的电路结构,其中跟踪保持放大器采用电容增强技术获得大带宽。设计中采用差分编码技术降低编码电路的误码... 基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺,文中设计了超高速全并行模数转换器,其时钟采样率为10 GS/s、精度为3 bit。该模数转换器采用全差分的电路结构,其中跟踪保持放大器采用电容增强技术获得大带宽。设计中采用差分编码技术降低编码电路的误码率,提高工作速度。电路仿真结果表明,当时钟采样率为10 GS/s时,ADC电路的微分非线性和积分非线性均小于0.2 LSB。该ADC电路在输入信号频率低于10 MHz时的有效位数大于2.8位,在输入信号频率为1 GHz时的有效位数大于2.5位。在-5 V和-3.3 V供电电压下,电路的总功耗为1.6 W,芯片面积为1.0 mm×1.2 mm。 展开更多
关键词 全并行模数转换器 SIGE BICMOS工艺 差分编码电路 超高速
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一种测试高分辨率ADC有效位数的新方法 被引量:5
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作者 王慧 刘正士 +1 位作者 徐亮 陆益民 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2009年第6期57-62,共6页
提出一种测试高分辨率A/D转换器(ADC)有效位数(ENOBs)的正弦拟合法,和传统的正弦拟合法不同,省去了严格选取参数初值的步骤,避免了求解非线性方程组。该方法利用希尔伯特-黄变换(HHT),从ADC输出数据中逐次拟合出基波曲线和谐波曲... 提出一种测试高分辨率A/D转换器(ADC)有效位数(ENOBs)的正弦拟合法,和传统的正弦拟合法不同,省去了严格选取参数初值的步骤,避免了求解非线性方程组。该方法利用希尔伯特-黄变换(HHT),从ADC输出数据中逐次拟合出基波曲线和谐波曲线的波形参数,进而求得ENOBs。仿真结果表明,在信号源频率高达1MHz、分辨率分别取7-12位、所含二、三次谐波失真分别为-72dB和-84dB的情况下,运用所述方法实现了对14位ADC的ENOBs的精确评价。 展开更多
关键词 高分辨率 A/D转换器 有效位数 希尔伯特-黄变换 正弦拟合 谐波失真
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基于相角超前补偿网络的DC/DC变换器数模混合补偿方法 被引量:4
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作者 佟强 张东来 徐殿国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期93-100,共8页
相对于模拟控制方式,数字控制DC/DC变换器由于反馈回路中存在着固有的延迟效应,动态性能通常不如模拟控制的DC/DC变换器。提出了一种数模混合的控制器补偿方法,它基于相角超前校正网络来提高系统的相角裕量,从而减小输入电压波动或负载... 相对于模拟控制方式,数字控制DC/DC变换器由于反馈回路中存在着固有的延迟效应,动态性能通常不如模拟控制的DC/DC变换器。提出了一种数模混合的控制器补偿方法,它基于相角超前校正网络来提高系统的相角裕量,从而减小输入电压波动或负载跃变时输出电压的波动幅值。搭建了一个基于FPGA平台的数字控制同步Buck变换器,将所提的方法与几种传统的电压控制型数字控制补偿方法进行对比。实验表明数模混合补偿方法具有电路简单、动态特性好的优点,方便和现有的商用数字电源控制芯片结合以提高电源的动态响应能力。 展开更多
关键词 数字控制DC/DC变换器 小信号离散时间模型 高动态响应 数模混合控制 相角超前补偿
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基于ARM9的高速数据采集系统的实现 被引量:7
14
作者 程言奎 李英 《现代电子技术》 2008年第11期140-142,共3页
随着雷达、通信、遥测、遥感等技术应用领域的不断扩展,人们对数据采集系统的采集精度、采集速度、存储量等都提出了更高的要求。针对当前数据采集系统的缺点,提出了基于ARM9的数据采集系统的设计。详细论述了信号调理,时钟产生,数据存... 随着雷达、通信、遥测、遥感等技术应用领域的不断扩展,人们对数据采集系统的采集精度、采集速度、存储量等都提出了更高的要求。针对当前数据采集系统的缺点,提出了基于ARM9的数据采集系统的设计。详细论述了信号调理,时钟产生,数据存储与传输,抗干扰等关键技术及采取的相应措施。经实践证明,该设计方案具有采集精度高,数据采集速度快,数据存储量大的优点。 展开更多
关键词 高速数据采集系统 ARM 模/数转换器 数据处理
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一种高速高宽带主从式采样保持电路 被引量:3
15
作者 丁浩 王建业 +1 位作者 刘伟 熊永忠 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期123-128,共6页
基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计并实现了一种新型高速高宽带主从式采样保持电路.该电路采用PMOS源极跟随器作输入级实现了直流耦合,使得低频、低偏置电压信号也可以被正常采样.采用Cherry-Hooper放大器将带宽提升至18GHz.通过主从式... 基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计并实现了一种新型高速高宽带主从式采样保持电路.该电路采用PMOS源极跟随器作输入级实现了直流耦合,使得低频、低偏置电压信号也可以被正常采样.采用Cherry-Hooper放大器将带宽提升至18GHz.通过主从式采样结构和交叉耦合电容消除了信号馈通,使用互补三极管抵消了时钟馈通的影响,将无杂散动态范围控制在33~38dB.对比结果表明,这种设计方案在带宽方面具有较大的优势,并且具有较高的采样率. 展开更多
关键词 高速高宽带 主从式采样 采样保持电路 信号馈通 时钟馈通 模数转换器
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基于软件无线电的机载数字接收系统设计 被引量:7
16
作者 王益民 彭霞 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2010年第8期84-87,共4页
在机载雷达中,基于软件无线电思想,以开放的VME总线作为硬件平台,采用标准的功能模块,构建了通用的数字接收系统。文中给出了该系统的基本设计思想、硬件组成和技术特点,并针对机载条件下的环境适应性设计作了说明。实践证明,该系统处... 在机载雷达中,基于软件无线电思想,以开放的VME总线作为硬件平台,采用标准的功能模块,构建了通用的数字接收系统。文中给出了该系统的基本设计思想、硬件组成和技术特点,并针对机载条件下的环境适应性设计作了说明。实践证明,该系统处理方式灵活,实时性强,工作稳定,且易于升级。 展开更多
关键词 软件无线电 数字接收机 VME总线 A/D转换器 高速串行传输技术
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瞬态响应信号数据采集电路设计 被引量:3
17
作者 王金明 菅少晗 +3 位作者 李忠虎 张飞 李贵 赵学全 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第5期47-51,共5页
为了实现瞬态响应信号采集设备的便携式设计,设计了小型化的高速数据采集电路模块。电路系统以高速模数转换芯片AD9481和高速数据缓存芯片IDT 72V263为核心构成。给出了电路的整体设计框图与主要电路的设计原理图,搭建了小型化的电路系... 为了实现瞬态响应信号采集设备的便携式设计,设计了小型化的高速数据采集电路模块。电路系统以高速模数转换芯片AD9481和高速数据缓存芯片IDT 72V263为核心构成。给出了电路的整体设计框图与主要电路的设计原理图,搭建了小型化的电路系统,并对电路的性能进行了测试分析。通过对电路的测试表明:该小型化电路系统的采样速率达到了200 MSPS,能够对响应时间在160μs以内的瞬态响应信号以5 ns的时间分辨率进行数据采集。 展开更多
关键词 瞬态响应信号 高速模数转换 数据采集电路 小型化应用
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一种高稳定度的恒温电路及其应用 被引量:1
18
作者 韦冠一 翟利华 +3 位作者 李雪松 李志明 于丽娟 张子斌 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期576-580,共5页
以一种相对较低精度的温度传感器集成芯片为温度测量元件,实现了一种高稳定度的恒温电路。该电路使用调节加热功率的模拟控制方式实现温度控制。达到稳定工作后,在24 h内环境温度从23℃变化到33℃的条件下,恒温空间内温度变化小于±... 以一种相对较低精度的温度传感器集成芯片为温度测量元件,实现了一种高稳定度的恒温电路。该电路使用调节加热功率的模拟控制方式实现温度控制。达到稳定工作后,在24 h内环境温度从23℃变化到33℃的条件下,恒温空间内温度变化小于±0.002℃。应用该恒温技术,研制了一套满幅输出为10 V的微型18位远程控制数字-模拟转换(DAC)模块。在满幅输出条件下,1 h稳定度小于±4μV,8 h稳定度小于±6μV。 展开更多
关键词 高稳定 温度控制 高分辨 数模转换器(DAC)
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基于嵌入式架构的井下高精度模数转换器高温测试系统设计 被引量:1
19
作者 门百永 鞠晓东 +3 位作者 乔文孝 邓林 成向阳 卢俊强 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期67-71,共5页
采用主从式结构,设计一种井下模数转换器(ADC)高温测试系统。系统主机通过以太网与嵌入式前端机互联。基于ARM7-uC linux架构的前端机主要完成温度控制、供电控制及ADC测试控制等,而后续的数据处理、显示及存储等任务由高性能上位机完... 采用主从式结构,设计一种井下模数转换器(ADC)高温测试系统。系统主机通过以太网与嵌入式前端机互联。基于ARM7-uC linux架构的前端机主要完成温度控制、供电控制及ADC测试控制等,而后续的数据处理、显示及存储等任务由高性能上位机完成。数字相敏检波算法被成功应用于ADC有效位数的快速实时计算。结果表明,测试系统可以完成高温下(175℃)ADC垂直精度、功耗的定量连续测试及失码、波形畸变等工作不稳定状态的识别,为测井仪器数据采集电路的设计、调试和性能检测提供重要的依据。 展开更多
关键词 测井仪器 高温测试 模数转换器 有效位数 嵌入式技术 网络互联 数字相敏检波
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下一代光传输系统中超高速ADC芯片性能测试方法 被引量:2
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作者 菅端端 钟明琛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2251-2255,共5页
针对下一代光传输系统对模数转换器(ADC)高采样率、大带宽的要求,提出一种针对该类ADC动态性能的测试方法.通过分析光传输系统中ADC芯片的特点,解决了采样时钟无法直接测量,输出数据难以捕获,分辨率不易统计,插损非线性导致带宽测量偏... 针对下一代光传输系统对模数转换器(ADC)高采样率、大带宽的要求,提出一种针对该类ADC动态性能的测试方法.通过分析光传输系统中ADC芯片的特点,解决了采样时钟无法直接测量,输出数据难以捕获,分辨率不易统计,插损非线性导致带宽测量偏差等问题,并将该方法应用于光传输、雷达、卫星等高数据率场景所用超高速ADC芯片的评测中.测试结果表明,该方法解决了最高采样率70GSPS带宽16GHz的超高速ADC测试的关键问题,基本满足下一代400Gbps光传输系统对ADC动态性能测试的要求. 展开更多
关键词 超高速模数转换器 下一代光传输系统 增益补偿 插损消除
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