專利名稱：采樣率為250msps雙路高速模數變換電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及微波遙感技術領域，特別是一種機載成像雷達的高速模數變換電路。
背景技術：
機載有源微波成像雷達是一種全天候的對地觀測傳感器。隨著雷達系統成像分辨率越來越高，回波信號的帶寬也越來越大。為了滿足全數字化處理的要求，必須將雷達的回波信號實時轉換成數字信號，也就是需要采用高速模數變換電路將模擬量轉換為數字量。而目前使用的模數變換電路的轉換速率已經無法滿足模擬帶寬增長的要求。同時，現有的產品為了保證轉換精度，需要系統為模數變換電路提供多種穩壓電源，造成功耗過大和設計接口的復雜。
發明內容
為了克服現有模數變換電路采樣速率低，功耗大和接口復雜的特點，本實用新型提供一種高速模數變換電路，該電路具有同時接收、轉換兩路模擬信號的能力。在8bit分辨率的條件下，可以將模數轉換速率提高到250MSPS，而功耗僅為3W，并僅需要一個5V電源接口就可以正常工作。同時，該電路的輸出信號不僅有轉換后的數字量，還可以輸出同步的時鐘信號。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是參見圖1整個數模轉換電路包括一個時鐘輸入接口電路、三個阻抗匹配電路、一個時鐘分配電路、兩個模擬信號輸入轉換電路、兩個A/D變換電路和一個穩壓電路，其特征是所述的時鐘輸入接口電路將高速采樣時鐘從正弦波轉換為差分時鐘后經阻抗匹配電路送到時鐘分配電路，時鐘分配電路采用一分二的模式將差分采樣時鐘分別送到I、Q兩路A/D變換電路的時鐘輸入端，模擬信號通過模擬信號輸入轉換電路后送到A/D變換電路的模擬信號輸入端，再由A/D變換電路輸出I路數據、I路同步時鐘和Q路數據、Q路同步時鐘。
為了滿足高速電路的性能，在時鐘和模擬信號的輸入輸出電路中都附帶了相應的匹配電路。穩壓電路接收5V直流電壓，然后向其它電路模塊提供需要的各種高穩定度電壓。
所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，輸入接口電路將高速正弦波采樣時鐘轉換為差分時鐘，該差分時鐘通過時鐘分配電路后由一路差分時鐘信號變換為同相的兩路差分采樣時鐘信號后送到2個A/D電路的采樣時鐘輸入端。
所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，模擬信號轉換電路將輸入的模擬信號做電平調整并將單端模擬信號轉換為差分信號后送到A/D電路的模擬信號輸入端口。
所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，選用的A/D電路9480不僅可以輸出轉換的數字量，而且可以輸出同步的時鐘信號。
本實用新型可用常規電路實現。
本實用新型的有益效果是，提供最高250MSPS的時鐘采樣速率，8比特的分辨率，功耗僅3W，電源接口只需提高一個5V直流電壓即可。輸出數據流包括與數據同步的采樣時鐘和I、Q各8比特數據，時鐘和數據同為LVDS電平。同時，可以保證I、Q兩路完全同步。
圖1為本實用新型的250MSPS雙路高速模數變換電路。
圖2為本實用新型的具體電路連接示意圖。
圖3為時鐘輸入接口電路圖。
圖4為時鐘分配電路圖。
圖5為模擬信號輸入轉換電路圖。
圖6為穩壓電路圖。
具體實施方式
圖1本實用新型的250MSPS雙路高速模數變換電，時鐘輸入接口電路(1)、阻抗匹配電路(2)、時鐘分配電路(5)、兩個模擬信號輸入轉換電路(3)、兩個A/D變換電路(4)和一個穩壓電路(6)，所述的時鐘輸入接口電路(1)將高速采樣時鐘從正弦波轉換為差分時鐘后經阻抗匹配電路(2)送到時鐘分配電路(5)，時鐘分配電路(5)采用一分二的模式將差分采樣時鐘分別送到I、Q兩路A/D變換電路(4)的時鐘輸入端，模擬信號通過模擬信號輸入轉換電路后送到A/D變換電路(4)的模擬信號輸入端，再由A/D變換電路(4)輸出I路數據、I路同步時鐘和Q路數據、Q路同步時鐘。
在圖2中，采樣時鐘和I、Q兩路模擬信號都是由高頻電纜引入到電路板中。采樣時鐘經過由MC100LVEL16和一些附加電路組成的輸入接口(1)(見附圖3)后通過阻抗匹配電路(2)進入由NB6L11組成的時鐘分配電路(5)(見附圖4)。時鐘分配電路(5)以一分二的形式將單路采樣時鐘轉換為完全同相的兩路采樣時鐘，分別送到I、Q兩路A/D變換電路(4)。另一方面，模擬量在經過阻抗匹配電路(2)后被輸入到由AD8138和一些附加電路組成的模擬信號輸入轉換電路(3)(見附圖5)。模擬信號轉換電路(3)將該模擬量做電平調整和單端一差分轉換后送到A/D變換電路(4)；最后，A/D變換電路(4)完成數模轉換，輸出8比特的數字量以及相應的同步時鐘。由于本實用新型采用芯片的電壓都是3.3V，同時，為了保證模數轉換精度并控制相應的量化噪聲，外輸入5V電源經過由LP3853和一些附加電路組成的穩壓電路(6)(見附圖6)轉換為高穩定度的3.3V直流電源后再為各電路模塊供電。
圖3為時鐘輸入接口電路，表示集成電路的型號是MC100LVEL16和電路的管腳連接。2接采樣時鐘輸入，7接正輸出，8接負輸出。
圖4為時鐘分配電路，表示集成電路的型號是NB6L11和電路的管腳連接。1接Q路時鐘+，2接Q路時鐘-，3接I路時鐘+，4接I路時鐘-。6接負輸入，7接正輸入。
圖5為模擬信號輸入轉換電路，表示集成電路的型號是AD3138和電路的管腳連接。1接模擬輸入，4接模擬正向輸入，5接模擬負向輸入。
圖6為穩壓電路，表示集成電路的型號是LP3853和電路的管腳連接。2接5V輸入，4接3.3V輸出，3接地。
權利要求1.一種采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，包括時鐘輸入接口電路(1)、阻抗匹配電路(2)、時鐘分配電路(5)、兩個模擬信號輸入轉換電路(3)、兩個A/D變換電路(4)和一個穩壓電路(6)，其特征是所述的時鐘輸入接口電路(1)將高速采樣時鐘從正弦波轉換為差分時鐘后經阻抗匹配電路(2)送到時鐘分配電路(5)，時鐘分配電路(5)采用一分二的模式將差分采樣時鐘分別送到I、Q兩路A/D變換電路(4)的時鐘輸入端，模擬信號通過模擬信號輸入轉換電路后送到A/D變換電路(4)的模擬信號輸入端，再由A/D變換電路(4)輸出I路數據、I路同步時鐘和Q路數據、Q路同步時鐘。
2.根據權利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，其特征是輸入接口電路將高速正弦波采樣時鐘轉換為差分時鐘，該差分時鐘通過時鐘分配電路后由一路差分時鐘信號變換為同相的兩路差分采樣時鐘信號后送到2個A/D電路的采樣時鐘輸入端。
3.根據權利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，其特征是模擬信號轉換電路將輸入的模擬信號做電平調整并將單端模擬信號轉換為差分信號后送到A/D電路的模擬信號輸入端口。
4.根據權利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，其特征是選用的A/D電路不僅可以輸出轉換的數字量，而且可以輸出同步的時鐘信號。
5.根據權利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，其特征是具體電路是，采樣時鐘和I、Q兩路模擬信號都是由高頻電纜引入到電路板中，采樣時鐘經過輸入接口(1)后通過阻抗匹配電路(2)進入時鐘分配電路(5)，時鐘分配電路(5)以一分二的形式將單路采樣時鐘轉換為完全同相的兩路采樣時鐘，分別送到I、Q兩路A/D變換電路(4)，另一方面，模擬量在經過阻抗匹配電路(2)后被輸入到模擬信號輸入轉換電路(3)，模擬信號轉換電路(3)將該模擬量做電平調整和單端-差分轉換后送到A/D變換電路(4)；最后，A/D變換電路(4)完成數模轉換，輸出8比特的數字量以及相應的同步時鐘。
6.根據權利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，其特征是采樣時鐘經過輸入接口(1)型號是MC100LVEL16。
7.根據權利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，其特征是時鐘分配電路(5)型號是NB6L11。
8.根據權利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，其特征是模擬信號輸入轉換電路(3)型號是AD3138。
9.根據權利要求1所述的采樣率為250MSPS雙路高速模數變換電路，其特征是穩壓電路(6)型號是LP3853。
專利摘要本實用新型涉及微波遙感技術領域，用于高分辨率成像雷達系統。包括一個時鐘輸入接口電路、三個阻抗匹配電路、一個時鐘分配電路、兩個模擬信號輸入轉換電路、兩個A/D變換電路和一個穩壓電路，時鐘分配電路和模擬信號輸入轉換電路連接于A/D變換電路。該高速模數變換電路通過輸入匹配接口來接收采樣時鐘和兩路模擬信號。其中，采樣時鐘通過一分二的時鐘分配電路后送到兩塊A/D電路的時鐘輸入端；而兩路模擬信號通過模擬信號轉換電路后再送到A/D電路的模擬輸入管腳。
文檔編號G01S13/89GK2899292SQ200620022918
公開日2007年5月9日 申請日期2006年4月5日 優先權日2006年4月5日
發明者張毅, 周成英 申請人:中國科學院電子學研究所