一种用于扩展任意波形发生器带宽和采样速率的谐波时域交错。一种谐波时间交错(HTI)系统包括：参考信号；第一加法部件，用于产生相加参考信号；去交错块，用于接收输入信号并且输出多个去交错的输入信号；多个数模转换器，每个数模转换器被配置为接收多个去交错的输入信号中的对应的去交错的输入信号并且输出对应模拟信号；多个混频部件，每个混频部件被配置为接收相加参考信号和来自所述多个数模转换器中对应数模转换器的模拟信号，并且输出对应混频信号；和第二加法部件，被配置为从对应混频部件的每个接收混频信号并且产生输入信号的基本上全带宽的模拟信号表示。
【技术实现步骤摘要】
本公开一般地涉及任意波形发生器(AWG)，并且更具体地讲，涉及一种用于扩展AWG的带宽和采样速率的谐波时间交错(HTI)系统。
技术介绍
在过去十年间，某些公司已使用混频器（mixer）拓扑来使示波器中的带宽倍增。频带重叠混频器技术也已被使用。一些公司已探索数字带宽交错(DBI)，DBI在具有一个频带的每个通道使用一个混频器以使用用于重构的软件混频器建立信号。至少一个公司已开发了使用混频器增加带宽的两通道63 GHz示波器。至少一个公司已提出使用一个通道经多次采集来使带宽倍增的顺序多采集方案。也已探索具有任何一般混频器谐波配置的谐波混频器的概念，该概念在信号的参考振荡器相加中包括1.0因子。也存在异步时间交错(ATI)配置，该配置也是在每个通道上具有多个重叠频带的谐波混频器方案。在过去十年间，已考虑了混频器拓扑布局的许多其它配置。
技术实现思路
公开的技术的实施例涉及一种谐波时间交错(HTI)系统，所述HTI系统包括：采样时钟，被配置为提供参考信号；第一加法部件，被配置为在第一输入接收参考信号，在第二输入接收第二信号，并且产生相加参考信号；去交错块，被配置为接收输入信号并且输出多个去交错的输入信号；多个数模转换器，每个数模转换器被配置为接收多个去交错的输入信号中的对应的去交错的输入信号并且输出对应模拟信号；多个混频部件，每个混频部件被配置为接收相加参考信号和来自所述多个数模转换器中的对应数模转换器的模拟信号，并且输出对应混频信号；和第二加法部件，被配置为从每个对应混频部件接收混频信号并且产生输入信号的基本上全带宽的模拟信号表示。公开的技术的实施例还涉及一种谐波时间交错方法，所述谐波时间交错方法包括：在去交错块接收输入信号；由去交错块将输入信号分离成多个去交错的输入信号；将所述多个去交错的输入信号中的每个去交错的输入信号转换成对应模拟信号；在多个混频部件中的对应混频部件中将每个对应模拟信号与参考信号混频；以及对每个混频的模拟信号相加以产生输入信号的全带宽模拟信号表示。附图说明图1是根据公开的技术的某些实施例的AWG中所包括的谐波时间交错(HTI)架构的方框图。图2图示输入到图1的HTI架构的混频器的本机振荡器信号的图形表示的第一例子，该例子具有在时间参考位置调准的谐波峰。图3图示输入到混频器的本机振荡器信号的图形表示的第二例子，该例子具有相对于如图2中在时间参考位置处的时间调准处于不同时间调准的谐波。图4图示输入信号的信号频谱。图5图示存储在每个数模转换器存储器中的混叠的输入信号。图6是根据公开的技术的某些实施例的四路HTI架构的方框图。图7图示图6中的每个谐波混频器的输出。具体实施方式在未必按照比例绘制的附图中，公开的系统和方法的相同或对应的元件由相同的标号表示。公开的技术一般地涉及谐波时间交错(HTI)，HTI是新的任意波形发生器系统拓扑，该系统拓扑在输出端使用谐波混频器将带宽和采样速率增加至高于系统中的个体数模转换器能够支持的带宽和采样速率。在由HTI提供的相对于其它技术(例如，ATI和DBI)的许多优点之一是它不需要软件混频功能来重构信号；相反地，它需要在将去交错的输入信号发送给数模转换器之前执行输入波形的M路时域去交错。这一点能够通过将具有谐波的相同的参考振荡器输入应用于所有混频器来实现。从本机振荡器(LO)和乘法器电路产生混频器参考谐波，并且混频器参考谐波能够被设计用于优化相位关系以使到混频器LO输入中的信噪比(SNR)最大化。在示波器采集系统中完成传统交错，其中在模数转换器之前使用采样和保持电路。有帮助的是，密切地观察这个系统如何工作以理解HTI系统为什么在它完成传统交错时指定谐波。采样和保持电路是具有LO输入的混频器，该LO输入等于具有重复率fs的脉冲，该重复率fs是采样速率。这个采样时钟参考信号的频域谱也是频域中的一系列脉冲，其中谐波的频率间隔直接与采样时钟的脉冲之间的时间段相关。该关系被示出在下面的方程中： (1)变量∆f是采样时钟脉冲序列中的谐波之间的频率间隔，并且T是时域中的脉冲之间的时间。对于标准数字化转换器，采样速率fs确定T的值，如方程(2)中所示： (2)基于方程(1)和(2)，能够确定采样时钟脉冲序列中的谐波之间的频率间隔等于采样速率，如方程(3)中所示。 (3)因此，采样和保持混频器也使从DC直至0.5 fs的低频带通过。例如，用于公开的技术的混频器参考LO输入的总内容可被定义为方程(4)，如图1中所示： (4)变量Y是将会使用的谐波的数量。如果振荡器信号中的余弦项各自具有与零相位参考位置调准的峰，则它看起来像偏移1.0的一系列脉冲，如图2中所示。因此，它开始看起来像传统采样和保持电路中的脉冲序列。然而，它是不同的，因为它包含比理想采样和保持混频器少得多的项。公开的技术相对于数字化转换器中的标准采样和保持混频器的另一优点是：谐波可在相位方面被优化，以使得LO信号看起来更像图3中示出的信号。改变谐波相位以使峰最小化并且提高LO信号的信噪比使到混频器中的每个参考谐波信号的振幅最大化，而同时在相加中使任何峰或谷最小化，在标准采样和保持混频器中不能完成这一点。图1是图示根据公开的技术的某些实施例的HTI架构100的例子的方框图。输入波形102是数字波形，AWG将要在它的输出处产生该数字波形作为模拟波形106。输入波形102可被作为ASCII数字的文件读入，或者可由任何其它装置(诸如，程序中的算法)创建。在输入波形102被通过M路去交错块108去交错之前，输入波形102可经过带宽增强(BWE)滤波器104。BWE滤波器104在整个输出带宽上校正由硬件系统产生的输入波形102的相位和量值。BWE滤波器104可在AWG的制造期间被校准。BWE滤波器104的输出被发送给M路去交错块108。在将该波形存储在数模转换器(DAC)存储器110A-n中之前，M路去交错块108按照因子M对滤波的输入信号进行去交错。通过MxM多输入多输出(MIMO)多相滤波器矩阵112处理去交错的信号。MIMO滤波器矩阵112校正所有DAC路径中的相位和量值失配错误。对于图6中示出并且以下更详细地讨论的四路去交错DAC系统，MIMO滤波器矩阵112将会在滤波器的4x4阵列中包括16个滤波器。虽然未示出，但系统中DAC 114A-n中的每个可由多个交错的DAC构成。如果存在这种情况，则MIMO滤波器矩阵112的秩可被改变以便也为那些路径提供校正。例如，在图6中示出的四路系统中，如果每个DAC 114A-n具有8个去交错路径，则32x32 MIMO滤波器矩阵可被用于校正主要混频器路径以及个体DAC去交错路径。每个DAC存储器110A-n中的波形在量值响应方面相同，但在相位方面不同。这是因为，分隔开M的每组样本在延迟方面相差1/(MT)，其中T是1/fs，如方程(2)中所示。用于存储在每个存储器中的每个信号的去交错过程如下：n=0…N-1存储器0=x ( n*M+0 )存储器1=x ( n*M+1 )存储器2=x ( n*M+2 )存储器3=x ( n*M+3 )存储器M-1=x ( n*M+M-1 )变量N是样本中的输入波形102的长度除以M，或更具体地讲： (5)假设例如输入信号具有图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种谐波时间交错(HTI)系统，包括：采样时钟，被配置为提供参考信号；第一加法部件，被配置为在第一输入接收参考信号，在第二输入接收第二信号，并且产生相加参考信号；去交错块，被配置为接收输入信号并且输出多个去交错的输入信号；多个数模转换器，每个数模转换器被配置为接收多个去交错的输入信号中的对应的去交错的输入信号并且输出对应模拟信号；多个混频部件，每个混频部件被配置为接收所述相加参考信号和来自所述多个数模转换器中的对应数模转换器的模拟信号，并且输出对应混频信号；和第二加法部件，被配置为从所述对应混频部件中的每个接收混频信号并且产生输入信号的基本上全带宽的模拟信号表示。
【技术特征摘要】
2015.04.27 US 14/6968571.一种谐波时间交错(HTI)系统，包括：采样时钟，被配置为提供参考信号；第一加法部件，被配置为在第一输入接收参考信号，在第二输入接收第二信号，并且产生相加参考信号；去交错块，被配置为接收输入信号并且输出多个去交错的输入信号；多个数模转换器，每个数模转换器被配置为接收多个去交错的输入信号中的对应的去交错的输入信号并且输出对应模拟信号；多个混频部件，每个混频部件被配置为接收所述相加参考信号和来自所述多个数模转换器中的对应数模转换器的模拟信号，并且输出对应混频信号；和第二加法部件，被配置为从所述对应混频部件中的每个接收混频信号并且产生输入信号的基本上全带宽的模拟信号表示。2.如权利要求1所述的HTI系统，还包括：带宽增强滤波器，被配置为在去交错块处接收到所述输入信号之前校正所述输入信号的相位和量值。3.如权利要求1所述的HTI系统，还包括：倍频器，被配置为接收所述参考信号并且产生第二信号。4.如权利要求1所述的HTI系统，其中所述第一加法部件被配置为接收谐波以产生所述相加参考信号，所述系统还包括：倍频器，被配置为接收所述参考信号并且产生谐波信号；和延迟，被配置为接收谐波信号并且输出第二信号，其中所述参考信号是余弦波，该余弦波的频率等于数模转换器的采样速率，并且第二信号是与基本上1.0的因子对应的dc值。5.如权利要求1所述的HTI系统，其中所述第一加法部件被配置为接收多个延迟的谐波信号以产生所述相加参考信号，并且该系统还包括：多个倍频器，被配置为接收所述参考信号并且产生多个谐波信号；和多个延迟，每个延迟与倍频器对应并且被配置为接收所述谐波信号并且输出所述多个延迟的谐波信号，其中所述参考信号是余弦波，该余弦波的频率等于数模...
【专利技术属性】
技术研发人员：JJ皮克德，
申请(专利权)人：特克特朗尼克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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