从数据捕获的角度来看，这是如何实现的？如果我想实现一个自制的数字设备来捕获高频模拟信号，我有什么选择？到目前为止，我只提出了一些相当无用的设计想法！
使用 PIC 微处理器，如果我是正确的，我相信 18f 系列的 A/D 采样率在 10 位精度下达到 1Mhz 的数量级（？）而且我无法想象专用 A/D 芯片是更好的是，现代示波器如何实现 GHz 频率？
数字示波器如何达到如此高的采样率？
电器工程
模拟
采样
2022-01-23 11:04:17
4个回答
我想他们使用Flash ADC。这些具有立即转换的优点，而大多数微控制器中使用的 SA（逐次逼近）ADC 执行需要多个步骤的算法。Flash ADC 的一个缺点是它们在硬件上相当繁重（一个 8 位 ADC 有 255 个比较器），但大多数示波器没有非常高的分辨率。（模拟示波器的准确度通常为 3%，即 5 位。）
入门级 DSO Rigol 1052E（我拥有的，100 MHz 的软件更改）使用的是 Analog Devices AD9288。这是一个双通道 ADC，具有 8 位并行输出，每秒采样 40 或 1 亿次采样（取决于芯片的速度等级）。虽然 Rigol 是每秒 1 Gig 的样本，所以我不确定他们是否在多路复用这些，或者究竟是什么给了他们 10 倍的单芯片样本。
AD9288 具有用于 5 个 MSB 位的逐级流水线型转换器，并为最后 3 个 LSB 使用 3 位闪存。这是有道理的，因为更高的幅度应该更容易通过管道快速转换。正如 steven 所说，随着 ADC 速度的提高，通过闪存转换采样的位数将会增加。
Jodes，您的评论表明您得到了答案，但该解决方案的功能远不止闪存 ADC。查看安捷伦的应用说明“实现大于 16 GHz 的示波器带宽的技术”。我曾经在那个校园工作（但不声称有详细的范围经验）。位于科罗拉多斯普林斯的安捷伦是与千兆赫信号处理相关的全球知识中心。他们多年来一直致力于 32GHz 解决方案并且去年才开始发货。进行信号处理的有源探头和微电子设备非常复杂。查看与 Agilent Infiniium 90000 X 系列高性能 DSO 和 DSA 示波器相关的整个文档库。谷歌它——这个 URL 很丑，我不确定他们是否提供到图书馆页面的永久链接。您可能还想查看相关专利。
示波器制造商以“等效采样率”做广告。这不是实时采样率。这是一个采样率，通过使用多个周期的样本，并在信号的不同时刻进行采样。将这些结合起来，您将获得更高的“等效采样率”。因此，如果您有 100MSPS ADC 并执行 10 次（真的很糟糕！），您将获得 1GSPS。
这很糟糕，因为它假设您的信号是周期性的，但并非一直如此。
示波器重要的是“单次”采样率。这也是您可能会使用的功能（例如捕获阶跃响应），或者仔细查看非跳舞波形。它给出了硬件能力的指示，而不是由软件“抛光”。硬件可以交错，即使用多个高速ADC，并在正确的时间对“开始转换”信号进行计时。这也是某些示波器在单通道模式下的采样率高于双通道模式的原因。您的典型 PIC18 系列只有 1x ADC 转换器，但有多个通道（使用模拟 MUX 完成）。
此外，专用的 ADC 芯片可以快得多。100MSPS 并不难找到。看看这里，National 将这些宣传为超高速。我不知道它们到底是如何工作的，我看到 3GSPS 已经使用内部交错。
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