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高速数据采集系统设计
作者：张宁来源：《卫星电视与宽带多媒体》2009年第10期
多通道高速数据采集技术是宽带模拟信号数据采集的关键技术在现代通信、仪器仪表等领域中得到广泛应用。本文通过多通道高速采样器AD9042设计实现说明接口电路的工作原理、设计思想和实现方案。本系统采用多路合成方案实现多路低
引言
在现代电子测量、仪器仪表、通信等领域经常涉及对宽带信号进行数据采集和存储。实际数字采样系统中存在数字转换器引起的量化噪声、采样保持器带来的非线性失真、带宽限制和孔径抖动误差、数据在系统各部分间传送过程中可能引入的噪声干扰以及由电路布局和系统结构的原因耦合的噪声干扰等多种因素会造成采样系统性能下降，这种因素在高速采样系统中影响尤其突出。因此高速宽带采样系统设计显得尤其重要。
影响高速采样系统性能的主要因素
1前端电路的构成合理的前端电路构成，是系统实现中最为关键的一步。在高速数据采集系统的设计中，最重要的技术指标是系统的通过速率。这一指标与预采样滤波器的建立和恢复时间，模拟多路开关的转换时间，驱动放大器的响应时间，采样保持电路的捕捉时间，模数转换器的转换时间等都有关系，即系统各部件的性能参数限制了系统的性能指标。实际上高速数据采集的实现总会受到器件性能的制约，而且对于不同的系统结构，起决定性作用的部件又各不相同，所以选择合适的结构在系统设计中显得尤为重要。在高速数据采集系统中，常用的结构有单通道采集结构和多通道并行采集结构两种。在前端电路设计时应注意如下几点：1前置放大器在输入信号的带宽范围内应该有足够大的增益和足够短的稳定时间。一般是选择具有大的驱动能力和快的稳定时间的运放。
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2降低输出瞬态的影响。一个重要方法是保证工作频带内放大器能保持一个较低的输出阻抗。
3放大器带宽要保证其稳定时间跟得上ADC的速度。在接近单位增益的交叉点的频率时，放大器闭环增益会降低，导致输出阻抗增大。因此，在设计前置驱动放大器时，决不能忽视带宽的因素，所以在选择放大器时要有足够大的带宽储备量。
4除了前置放大器的噪声、增益和带宽的要求外，放大器还具有足够大的动态范围。
ADC的动态范围决定了高速数据采集系统的主要噪声和信噪比指标。在理想情况下
位ADC系统，当输入信号幅度达到满量程时，系统最大信噪比为：SNR602
176dB。实际系统中由于存在各种噪声因素，一般但r