[发明专利]一种宽带射频信号直接采样模块及直接采样方法

权利要求书

1.一种宽带射频信号直接采样模块，其特征在于，包括：

信号输入输出接口（1），用于接收采样时钟信号以及需要采样的模拟信号；

输入输出信号匹配链路（2），用于对信号输入输出接口（1）接收的采样时钟信号和模拟信号进行阻抗转换；

模数转换电路区（3），用于对在输入输出信号匹配链路（2）中完成阻抗转换后的信号进行模拟信号到数字信号的变换，并对变换得到的数字信号按照JESD204B协议编码；

FPGA（5），用于对模数转换电路区（3）按照JESD204B协议要求进行配置，并用于对在模数转换电路区（3）中进行编码后的数字信号进行接收并解码，对解码后的数字信号进行混频、抽取、滤波及数据打包处理；

QDR-IV区（6），用于对FPGA（5）处理后的数字信号进行缓存；

PXIe接口（10），用于FPGA（5）接收外部控制命令和时钟同步信号，并用于FPGA（5）向外部发送采样后的数字信号；

系统时统电路区（4），用于向宽带射频信号直接采样模块的各部件提供基准工作时钟；

多通道电源转换电路（7），用于向宽带射频信号直接采样模块的各部件供电。

2.根据权利要求1所述的宽带射频信号直接采样模块，其特征在于：所述信号输入输出接口（1）包括4路模拟信号输入接口和2路时钟输入接口；所述输入输出信号匹配链路（2）包括4路模拟信号输入接口的相应阻抗变换电路和2路时钟输入接口的相应阻抗变换电路。

3.根据权利要求2所述的宽带射频信号直接采样模块，其特征在于：所述模数转换电路区（3）中设有4个模拟信号的输入通道，每个输入通道的最高模数转换速率为3GSPS，将4个输入通道的采样数据分别通过PXIe接口（10）发送给外部的控制器，或者将4个输入通道的采样数据按照时间交错采样方式拼接为1路12GSPS的数据，通过PXIe接口（10）发送给外部的控制器。

4.根据权利要求1所述的宽带射频信号直接采样模块，其特征在于：还包括JTAG接口接插件及其配置电路（9），用于对宽带射频信号直接采样模块进行在线调试。

5.根据权利要求1所述的宽带射频信号直接采样模块，其特征在于：该宽带射频信号直接采样模块的外形尺寸为标准3U结构，能够插入标准3U PXIe机箱的通用功能槽位中，通过机箱背板12V供电工作，机箱的PXIe控制器通过机箱背板的PXIe总线和PXIe接口（10）连接后与FPGA（5）进行120Gbps的高速通讯。

6.根据权利要求1所述的宽带射频信号直接采样模块，其特征在于：所述多通道电源转换电路（7）包括4颗开关电源及相应的16路DC-DC转换电路。

7.权利要求1-6中任意一项所述的宽带射频信号直接采样模块的直接采样方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）通过信号输入输出接口（1）接收采样时钟信号以及需要采样的模拟信号；

2）接收的时钟信号以及模拟信号通过输入输出信号匹配链路（2）完成阻抗转换；

3）FPGA（5）对模数转换电路区（3）按照JESD204B协议要求进行配置；

4）完成阻抗转换后的信号通过模数转换电路区（3）实现模拟信号到数字信号的变换；

5）数字信号在模数转换电路区（3）中完成JESD204B编码后，通过模数转换电路区（3）和FPGA（5）之间的数字链路把数字信号传输给FPGA（5）；

6）FPGA（5）对收到的数字信号先进行解码，再完成混频、抽取、滤波及数据打包处理后放入QDR-IV6区（6）中缓存；

7）FPGA（5）通过PXIe接口（10）接收外部控制命令及时钟同步信号；

8）FPGA（5）通过PXIe接口（10）向外部发送采样后的数字信号。