高速寬頻TIADC並行採集系統非均勻失配動態補償研究

《高速寬頻TIADC並行採集系統非均勻失配動態補償研究》是依託電子科技大學,由潘卉青擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：高速寬頻TIADC並行採集系統非均勻失配動態補償研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：潘卉青

項目摘要

ADC時間交替(Time-interleaved ADC，TIADC)並行採樣技術是現有條件下實現高速率高精度數據採集系統的最有效方法之一。然而，TIADC結構依賴於各通道間參數的精確匹配，否則將導致採樣信號的非均勻，嚴重降低系統性能。.針對高速寬頻TIADC並行採集系統，基於數位訊號處理實現通道失配誤差的動態補償是本項目要解決的關鍵問題，擬展開如下創新性研究：(1) 擬引入神經網路的非線性系統建模，研究新的盲估計方法，快速、準確地提取規模化並行採樣通道失配非均勻誤差；(2) 擬研究多變數非線性系統的逆控制方法，設計具有自適應能力和高實時性的非均勻採樣信號綜合重構算法；(3) 基於並行處理技術進行頻寬數字補償，降低模擬實施的複雜性，提高系統的測量頻寬，校正通道頻率回響失配所引入非均勻，滿足寬頻信號的測試需要；(4) 基於超寬頻數字示波器原型機，完成本項目研究方法的工程化驗證。

結題摘要

TIADC並行採樣技術是現有條件下，最大限度提高實時採樣率，並保持採集精度的最有效方法之一。然而，TIADC並行採樣技術依賴於各通道間參數的精確匹配，有必要對多通道採樣數據進行動態重構以降低通道失配誤差對採樣的影響。項目組通過引入神經網路預測、非線性系統的逆控制以及頻率回響線上補償，開展了TIADC並行採集系統非均勻信號重構研究： 研究了規模化ADC陣列模數轉換新體系結構，針對通道間存在的通道失配誤差，基於動態模型利用神經網路進行非線性系統建模，並將自適應逆控制的思想套用於多變數非線性系統的校正中，採用自適應策略實現多通道失配誤差綜合動態補償；並基於分數延時濾波器實現的數字後處理技術，對採樣數據進行數字補償，提高系統校正性能。 圍繞提高系統的測量頻寬，項目組基於自適應濾波，結合頻寬增強以及頻響失配補償，給出了基於並行設計的線上數字後處理，解決了隨頻率變化的失配誤差的有效補償，提高了算法的動態適應能力，彌補了器件離散性和工藝等方面局限，保證了系統信號採集的高保真性；提出了一種多通道頻域補償的快速校正方法，對寬頻採集系統進行頻域快速校正。 搭建了寬頻數字示波器實驗平台，並對上述相關算法的進行了實驗驗證，完成了實驗數據分析。研究解決了採樣速率20GSPS頻寬4GHz的高速信號綜合重構問題。 在基金的資助下，項目組共發表期刊論文和高水平國際會議論文16篇，其中SCI檢索7篇，EI檢索9篇；申請美國發明專利2項，申請中國發明專利14項；獲得全國優秀博士論文提名獎2項；培養博士研究生1人，碩士研究生6人。前往國外知名高校從事學術訪問1人次。研究成果的套用使複雜電子信號的高速高精度採樣性能得到了大幅提高，打破了國外機構從晶片技術上的壟斷，彌補了我國元器件發展水平滯後對時域測試儀器造成的影響，縮短與已開發國家的差距，有力地促進國內測試技術與儀器行業的進步，具有良好的社會效益以及經濟效益預期。