[发明专利]延迟线路系统、高频采样器、模数转换器和示波器

说明书

本发明公开了延迟线路系统、高频采样器、模数转换器和示波器。本发明涉及用于高频信号传输的延迟线路系统，其包括具有第一终端(71)和第二终端(72)的第一延迟线路(7)，模拟输入信号(IN)施加到其第一终端(71)。在该延迟线路系统中获得包括第一终端(81)和第二终端(82)的第二延迟线路(8)，时钟信号(CLK)施加到其第一终端(81)。第一延迟线路(7)和第二延迟线路(8)为抽头延迟线路，并且第一延迟线路(7)上传送的模拟输入信号(IN)在与第二延迟线路(8)上传送的时钟信号(CLK)相反的方向上传送。本发明还涉及包括延迟线路系统的高频采样器。本发明还涉及包括高频采样器的ADC。最后本发明涉及用于测量高频信号的示波器。

技术领域

本发明涉及一种用于高频信号传输的延迟线路系统。本发明还涉及一种包括延迟线路系统的高频采样器。本发明还涉及一种包括高频采样器的模数转换器。最后，本发明涉及一种用于测量高频信号的包括模数转换器的示波器。

背景技术

具有从0赫兹到B赫兹的频率分量的模拟信号的采样频率f_s必须高于奈奎斯特(Nyquist)速率f_N，以避免混叠效应。这可以由下面的方程式来表示：

f_s≥f_N＝2·B

因此，模拟输入信号带宽B越高，需要的采样率f_s就越高。这就是处理非常高的模拟输入带宽B的应用要求非常高的采样速度的原因，上述应用例如实时示波器(Real-Time-Oscilloscope，简称为RTO)。

参照WO 94/06121 A1，描述了一种高速瞬时采样单元。其中，抽头传输线路用来将输入信号从该传输线路的输入节点传送到输出节点。抽头设置有高速采样门，在高速采样门处施加分布式选通信号。每个采样门获得没有相移的相同的分布式选通信号。因此，在传输线路的每个抽头处，施加相同的选通信号，从而提高采样速度。

图1中示出了用于提高采样速度的另一种方法。其中，示出了用于施加模拟输入信号IN的输入节点，该模拟输入信号IN需要使用所谓的交错采样架构来采样。例如在现有技术文献US 2013/0027234 A1中描述了这种交错采样架构。交错采样架构对于提高采样速度是非常吸引人的。其中单独的模数转换器(analog-to-digital converter，简称为ADC)1'、ADC 1”和ADC 1”'是交错的，如此提高了系统的整体采样速度。因此，每个ADC 1获得不同的采样单元2和不同的数字化单元3，在采样单元2和数字化单元3上设置有采样时钟5。因此，通过并行操作两个或更多个ADC 1获得了提高系统的整体采样速度的时间交错。根据经验，并行操作N个ADC 1使系统采样率提高了近似N倍。

每个ADC 1获得移相单元4，应用移相单元4来延迟用于每个具体的ADC1的具体的采样时钟5。在各自的ADC 1前面的每个采样单元2因此接收具有确定的相移的时钟信号CLK，从而采样单元2采样时刻在时间上等距隔开。因此实现了产生有效时钟信号f_eff的交错操作。通过使用频率为f_clock的时钟信号CLK，有效时钟可以通过下面的等式表示：

f_eff＝f_clock·N

因此，利用这种架构实现了较高的采样速度。

在图2中示出了四倍交错采样器的时钟时序图。采样时钟5被施加到ADC1，并提供样本S0。时钟5'提供通过移相器4'相位偏移了相位的采样时钟，并提供输入信号IN的样本S1。时钟5”提供通过移相器4”相位偏移了相位的采样时钟，并提供输入信号IN的样本S2。时钟5”'提供通过移相器4”'相位偏移了相位的采样时钟，并提供输入信号IN的样本S3。采样时钟5、采样时钟5'、采样时钟5”、采样时钟5”'由具体的移相器4来进行时移，以获得用于输入信号IN的较高的采样率。