專利名稱：采樣率為250msps雙路高速模數(shù)變換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微波遙感技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種機(jī)載成像雷達(dá)的高速模數(shù)變換電路。
背景技術(shù)：
機(jī)載有源微波成像雷達(dá)是一種全天候的對(duì)地觀測(cè)傳感器。隨著雷達(dá)系統(tǒng)成像分辨率越來(lái)越高，回波信號(hào)的帶寬也越來(lái)越大。為了滿足全數(shù)字化處理的要求，必須將雷達(dá)的回波信號(hào)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，也就是需要采用高速模數(shù)變換電路將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。而目前使用的模數(shù)變換電路的轉(zhuǎn)換速率已經(jīng)無(wú)法滿足模擬帶寬增長(zhǎng)的要求。同時(shí)，現(xiàn)有的產(chǎn)品為了保證轉(zhuǎn)換精度，需要系統(tǒng)為模數(shù)變換電路提供多種穩(wěn)壓電源，造成功耗過大和設(shè)計(jì)接口的復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有模數(shù)變換電路采樣速率低，功耗大和接口復(fù)雜的特點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種高速模數(shù)變換電路，該電路具有同時(shí)接收、轉(zhuǎn)換兩路模擬信號(hào)的能力。在8bit分辨率的條件下，可以將模數(shù)轉(zhuǎn)換速率提高到250MSPS，而功耗僅為3W，并僅需要一個(gè)5V電源接口就可以正常工作。同時(shí)，該電路的輸出信號(hào)不僅有轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量，還可以輸出同步的時(shí)鐘信號(hào)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是參見圖1整個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括一個(gè)時(shí)鐘輸入接口電路、三個(gè)阻抗匹配電路、一個(gè)時(shí)鐘分配電路、兩個(gè)模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路、兩個(gè)A/D變換電路和一個(gè)穩(wěn)壓電路，其特征是所述的時(shí)鐘輸入接口電路將高速采樣時(shí)鐘從正弦波轉(zhuǎn)換為差分時(shí)鐘后經(jīng)阻抗匹配電路送到時(shí)鐘分配電路，時(shí)鐘分配電路采用一分二的模式將差分采樣時(shí)鐘分別送到I、Q兩路A/D變換電路的時(shí)鐘輸入端，模擬信號(hào)通過模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路后送到A/D變換電路的模擬信號(hào)輸入端，再由A/D變換電路輸出I路數(shù)據(jù)、I路同步時(shí)鐘和Q路數(shù)據(jù)、Q路同步時(shí)鐘。
為了滿足高速電路的性能，在時(shí)鐘和模擬信號(hào)的輸入輸出電路中都附帶了相應(yīng)的匹配電路。穩(wěn)壓電路接收5V直流電壓，然后向其它電路模塊提供需要的各種高穩(wěn)定度電壓。
所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，輸入接口電路將高速正弦波采樣時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為差分時(shí)鐘，該差分時(shí)鐘通過時(shí)鐘分配電路后由一路差分時(shí)鐘信號(hào)變換為同相的兩路差分采樣時(shí)鐘信號(hào)后送到2個(gè)A/D電路的采樣時(shí)鐘輸入端。
所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將輸入的模擬信號(hào)做電平調(diào)整并將單端模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)后送到A/D電路的模擬信號(hào)輸入端口。
所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，選用的A/D電路9480不僅可以輸出轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，而且可以輸出同步的時(shí)鐘信號(hào)。
本實(shí)用新型可用常規(guī)電路實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的有益效果是，提供最高250MSPS的時(shí)鐘采樣速率，8比特的分辨率，功耗僅3W，電源接口只需提高一個(gè)5V直流電壓即可。輸出數(shù)據(jù)流包括與數(shù)據(jù)同步的采樣時(shí)鐘和I、Q各8比特?cái)?shù)據(jù)，時(shí)鐘和數(shù)據(jù)同為L(zhǎng)VDS電平。同時(shí)，可以保證I、Q兩路完全同步。


圖1為本實(shí)用新型的250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路。
圖2為本實(shí)用新型的具體電路連接示意圖。
圖3為時(shí)鐘輸入接口電路圖。
圖4為時(shí)鐘分配電路圖。
圖5為模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路圖。
圖6為穩(wěn)壓電路圖。
具體實(shí)施方式
圖1本實(shí)用新型的250MSPS雙路高速模數(shù)變換電，時(shí)鐘輸入接口電路(1)、阻抗匹配電路(2)、時(shí)鐘分配電路(5)、兩個(gè)模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路(3)、兩個(gè)A/D變換電路(4)和一個(gè)穩(wěn)壓電路(6)，所述的時(shí)鐘輸入接口電路(1)將高速采樣時(shí)鐘從正弦波轉(zhuǎn)換為差分時(shí)鐘后經(jīng)阻抗匹配電路(2)送到時(shí)鐘分配電路(5)，時(shí)鐘分配電路(5)采用一分二的模式將差分采樣時(shí)鐘分別送到I、Q兩路A/D變換電路(4)的時(shí)鐘輸入端，模擬信號(hào)通過模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路后送到A/D變換電路(4)的模擬信號(hào)輸入端，再由A/D變換電路(4)輸出I路數(shù)據(jù)、I路同步時(shí)鐘和Q路數(shù)據(jù)、Q路同步時(shí)鐘。
在圖2中，采樣時(shí)鐘和I、Q兩路模擬信號(hào)都是由高頻電纜引入到電路板中。采樣時(shí)鐘經(jīng)過由MC100LVEL16和一些附加電路組成的輸入接口(1)(見附圖3)后通過阻抗匹配電路(2)進(jìn)入由NB6L11組成的時(shí)鐘分配電路(5)(見附圖4)。時(shí)鐘分配電路(5)以一分二的形式將單路采樣時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為完全同相的兩路采樣時(shí)鐘，分別送到I、Q兩路A/D變換電路(4)。另一方面，模擬量在經(jīng)過阻抗匹配電路(2)后被輸入到由AD8138和一些附加電路組成的模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路(3)(見附圖5)。模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(3)將該模擬量做電平調(diào)整和單端一差分轉(zhuǎn)換后送到A/D變換電路(4)；最后，A/D變換電路(4)完成數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸出8比特的數(shù)字量以及相應(yīng)的同步時(shí)鐘。由于本實(shí)用新型采用芯片的電壓都是3.3V，同時(shí)，為了保證模數(shù)轉(zhuǎn)換精度并控制相應(yīng)的量化噪聲，外輸入5V電源經(jīng)過由LP3853和一些附加電路組成的穩(wěn)壓電路(6)(見附圖6)轉(zhuǎn)換為高穩(wěn)定度的3.3V直流電源后再為各電路模塊供電。
圖3為時(shí)鐘輸入接口電路，表示集成電路的型號(hào)是MC100LVEL16和電路的管腳連接。2接采樣時(shí)鐘輸入，7接正輸出，8接負(fù)輸出。
圖4為時(shí)鐘分配電路，表示集成電路的型號(hào)是NB6L11和電路的管腳連接。1接Q路時(shí)鐘+，2接Q路時(shí)鐘-，3接I路時(shí)鐘+，4接I路時(shí)鐘-。6接負(fù)輸入，7接正輸入。
圖5為模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路，表示集成電路的型號(hào)是AD3138和電路的管腳連接。1接模擬輸入，4接模擬正向輸入，5接模擬負(fù)向輸入。
圖6為穩(wěn)壓電路，表示集成電路的型號(hào)是LP3853和電路的管腳連接。2接5V輸入，4接3.3V輸出，3接地。
權(quán)利要求1.一種采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，包括時(shí)鐘輸入接口電路(1)、阻抗匹配電路(2)、時(shí)鐘分配電路(5)、兩個(gè)模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路(3)、兩個(gè)A/D變換電路(4)和一個(gè)穩(wěn)壓電路(6)，其特征是所述的時(shí)鐘輸入接口電路(1)將高速采樣時(shí)鐘從正弦波轉(zhuǎn)換為差分時(shí)鐘后經(jīng)阻抗匹配電路(2)送到時(shí)鐘分配電路(5)，時(shí)鐘分配電路(5)采用一分二的模式將差分采樣時(shí)鐘分別送到I、Q兩路A/D變換電路(4)的時(shí)鐘輸入端，模擬信號(hào)通過模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路后送到A/D變換電路(4)的模擬信號(hào)輸入端，再由A/D變換電路(4)輸出I路數(shù)據(jù)、I路同步時(shí)鐘和Q路數(shù)據(jù)、Q路同步時(shí)鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，其特征是輸入接口電路將高速正弦波采樣時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為差分時(shí)鐘，該差分時(shí)鐘通過時(shí)鐘分配電路后由一路差分時(shí)鐘信號(hào)變換為同相的兩路差分采樣時(shí)鐘信號(hào)后送到2個(gè)A/D電路的采樣時(shí)鐘輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，其特征是模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將輸入的模擬信號(hào)做電平調(diào)整并將單端模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)后送到A/D電路的模擬信號(hào)輸入端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，其特征是選用的A/D電路不僅可以輸出轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，而且可以輸出同步的時(shí)鐘信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，其特征是具體電路是，采樣時(shí)鐘和I、Q兩路模擬信號(hào)都是由高頻電纜引入到電路板中，采樣時(shí)鐘經(jīng)過輸入接口(1)后通過阻抗匹配電路(2)進(jìn)入時(shí)鐘分配電路(5)，時(shí)鐘分配電路(5)以一分二的形式將單路采樣時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為完全同相的兩路采樣時(shí)鐘，分別送到I、Q兩路A/D變換電路(4)，另一方面，模擬量在經(jīng)過阻抗匹配電路(2)后被輸入到模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路(3)，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(3)將該模擬量做電平調(diào)整和單端-差分轉(zhuǎn)換后送到A/D變換電路(4)；最后，A/D變換電路(4)完成數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸出8比特的數(shù)字量以及相應(yīng)的同步時(shí)鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，其特征是采樣時(shí)鐘經(jīng)過輸入接口(1)型號(hào)是MC100LVEL16。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，其特征是時(shí)鐘分配電路(5)型號(hào)是NB6L11。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，其特征是模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路(3)型號(hào)是AD3138。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數(shù)變換電路，其特征是穩(wěn)壓電路(6)型號(hào)是LP3853。
專利摘要本實(shí)用新型涉及微波遙感技術(shù)領(lǐng)域，用于高分辨率成像雷達(dá)系統(tǒng)。包括一個(gè)時(shí)鐘輸入接口電路、三個(gè)阻抗匹配電路、一個(gè)時(shí)鐘分配電路、兩個(gè)模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路、兩個(gè)A/D變換電路和一個(gè)穩(wěn)壓電路，時(shí)鐘分配電路和模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換電路連接于A/D變換電路。該高速模數(shù)變換電路通過輸入匹配接口來(lái)接收采樣時(shí)鐘和兩路模擬信號(hào)。其中，采樣時(shí)鐘通過一分二的時(shí)鐘分配電路后送到兩塊A/D電路的時(shí)鐘輸入端；而兩路模擬信號(hào)通過模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路后再送到A/D電路的模擬輸入管腳。
文檔編號(hào)G01S13/89GK2899292SQ200620022918
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月5日
發(fā)明者張毅, 周成英 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所