采样电路

单片80G/s采样电路原理

采样电路

采样电路，具有一个模拟信号输入，一个控制信号输入和一个模拟信号输出。该电路的作用是在某个规定的时刻接收输入电压，并在输出端保持该电压直至下次采样开始为止。采样电路通常有一个模拟开关，一个保持电容和一个单位增益为1的同相电路构成。采样工作在采样状态和保持状态的两种状态之一。在采样状态下，开关接通，它尽可能快地跟踪模拟输入信号的电平变化，直到保持信号的到来；在保持状态下，开关断开，跟踪过程停止，它一直保持在开关断开前输入信号的瞬时值。

单片80G/s采样电路原理

安捷伦最新的90000X系列示波器采用磷化铟（InP）半导体材料设计示波器前端芯片，使得硬件带宽突破16GHz瓶颈，达到32GHz数量级，而且突破了未来示波器带宽发展的瓶颈。

但是，我认为最重要的突破是采样电路技术，新的采样电路的设计使得样点间的精度由1ps以上提高到50fs，同时克服ADC带宽的限制和未来采样率发展的瓶颈。这才是关键之处。

下图是90000X示波器的前端芯片，芯片内部集成了：32GHz前端放大器，22GHz触发器，80GSa/s采样保持电路。

90000X的采样电路设计非常值得我们借鉴，尤其现在国内在开发ADC遇到比较大的瓶颈的情况下。

这个采样电路把采样保持电路和数据转换分开，用磷化铟设计采样保持电路（主要由开关和存储/滤波组成），克服带宽的瓶颈，采样间隔的精度由延迟线来保证（所以达到50fs或更低的量级），而在前端芯片的外部用传统的ADC来做数据转换（瞬时直流信号的数据转换）。如下图所示。

这样达到了高带宽、高精度和低成本的目的。

实际的产品性能测量结果证明设计是非常好的，使用8bits的ADC可以达到40dB以上的无寄生动态范围。

如果使用12bits的ADC呢？结果会超出我们的想象。

所以国内完全可以借鉴这样的技术，使用一直研究的磷化铟做采样/开关保持/滤波电路，而使用低速的传统ADC做数据转换，这样可以达到：高带宽，高采样率，高位数的高精度模数转换产品。