時(shí)鐘分配芯片在調(diào)整并行數(shù)據(jù)采集中的作用

1 經(jīng)典采樣理論

模擬世界與數(shù)字世界相互轉(zhuǎn)換的理論基礎(chǔ)是抽樣定理。抽樣定理告訴我們，如果是帶限的連續(xù)信號(hào)，且樣本取得足夠密(采樣率ωs≥2ωM)，那么該信號(hào)就能唯一地由其樣本值來(lái)表征，且能從這些樣本值完全恢復(fù)出原信號(hào)。連續(xù)時(shí)間沖激串抽樣如圖1所示，其時(shí)域波形和相應(yīng)的頻譜如圖2所示。

根據(jù)采樣定理，如果樣本點(diǎn)取得不足(ωs2ωM，即欠采樣)，信號(hào)的頻譜將發(fā)生混疊，如圖3所示。所以如果要完整地恢復(fù)信號(hào)，必須保證足夠的采樣點(diǎn)。

2 多片ADC采樣方式

單片ADC采樣是最常見的。調(diào)理過的信號(hào)通過單片ADC芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，供給后續(xù)電路進(jìn)行數(shù)字處理。這種采樣方式對(duì)于一般應(yīng)用的場(chǎng)合是可以滿足要求的，而且器件連接簡(jiǎn)單，成本低。而在高速采樣的場(chǎng)合，只有提高單片ADC芯片的采樣率才能滿足要求。然而，通常高速ADC芯片都是很昂貴的;而且由于設(shè)計(jì)制造工藝，以及存儲(chǔ)器讀寫速度的限制，不可能無(wú)限制地提高單片ADC的采樣率。這就嚴(yán)重限制了單片ADC在高速采樣系統(tǒng)中的應(yīng)用。本文采用多片ADC并行采樣的方式來(lái)提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)采樣率。

多片ADC芯片并行采樣的方式可以彌補(bǔ)單片ADC芯片采樣率低的不足。通過對(duì)ADC芯片時(shí)鐘的精確控制，可使采樣系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)獲得更多的樣本信息。理論上，如果單片ADC芯片的采樣速率是f，那么通過M片ADC芯片的并行采樣，可以實(shí)現(xiàn)M·f的采樣率。多片ADC并行采樣的結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。