时间交织ADC（Time-Interleaved ADC, TI-ADC）是一种通过并行连接多个ADC通道来增加采样速率的技术。在这种结构中，每个ADC通道以相同的速率工作，但它们的采样时间在时域上错开，从而实现总体上更高的采样速率。TI-ADC系统的整体采样率是单个ADC采样率的倍数（等于通道数）。
基本原理
在TI-ADC中，假设有N个ADC通道，每个通道以采样周期T进行采样，但相邻通道之间的采样时间差为T/N。这样，第一个通道在时刻t、t+NT、t+2NT…采样，第二个通道在时刻t+T/N、t+NT+T/N、t+2NT+T/N…采样，以此类推。
例如，假设有4个通道（N=4），每个通道以1GSPS的速率工作，那么整体系统的采样速率将达到4GSPS。各个通道的采样时间如下：
通道0：0, 4T, 8T, 12T, …
通道1：T, 5T, 9T, 13T, …
通道2：2T, 6T, 10T, 14T, …
通道3：3T, 7T, 11T, 15T, …
优缺点
优点
高采样速率：TI-ADC可以实现比单个ADC更高的采样速率，适用于高速数据采集。
提高带宽：通过时间交织，可以有效扩展ADC的带宽。
资源共享：多个ADC通道可以共享输入信号，提高系统资源利用率。
缺点
通道不匹配：增益、偏移和时钟相位误差会导致通道间不匹配，影响系统性能。
复杂校准：需要复杂的校准算法来校准各通道的增益、偏移和时钟相位误差。
功耗增加：多个ADC并行工作，会导致整体功耗增加。
三种误差及其校准
1. 增益误差
每个ADC通道的增益误差会导致不同通道的输出幅度不一致。这种误差主要来源于各通道的增益放大器和ADC的增益不匹配。
校准方法：
在设计时通过匹配电路元件来减小增益误差。
使用数字校准算法，根据已知输入信号（如正弦波）计算并调整每个通道的增益。
2. 偏移误差
每个ADC通道的偏移误差会导致输出信号在直流电平上的偏移。这种误差主要来源于各通道的偏置电压和ADC的偏移不匹配。
校准方法：
在设计时通过匹配电路元件来减小偏移误差。
使用数字校准算法，根据已知输入信号计算并调整每个通道的偏移。
3. 时钟相位误差
每个ADC通道的时钟相位误差会导致采样时间的不一致，从而引起时域采样点的偏差。这种误差主要来源于时钟分配网络的不对称和时钟信号的抖动。
校准方法：
在设计时通过优化时钟分配网络来减小相位误差。
使用数字校准算法，通过插值和重建技术调整各通道的采样点。
详细代码示例
以下是一个详细的Verilog代码示例，用于4通道时间交织ADC的误差校准，包括增益、偏移和时钟相位误差校准。
moduleti_adc_calibration(
input wire clk,// 全局时钟
input wire reset,// 重置信号
input wire [11:0] adc0_in,// ADC通道0输入
input wire [11:0] adc1_in,// ADC通道1输入
input wire [11:0] adc2_in,// ADC通道2输入
input wire [11:0] adc3_in,// ADC通道3输入
output reg [11:0] adc_out // 校准后的ADC输出);// 校准后的信号
wire [11:0] adc0_calib
版权归原作者 roc-ever 所有， 如有侵权，请联系我们删除。