原標(biāo)題：利用采樣保持放大器和RF ADC從根本上擴(kuò)展帶寬以突破X波段頻率

利用采樣保持放大器（THA）和射頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器（RF ADC）可以從根本上擴(kuò)展帶寬，以突破X波段頻率。以下是對這一過程的詳細(xì)分析：

一、背景與需求

隨著GSPS（每秒千兆次采樣）或RF ADC的出現(xiàn)，奈奎斯特域在短短幾年內(nèi)增長了10倍，達(dá)到多GHz范圍。然而，為了達(dá)到X波段（12GHz頻率）的應(yīng)用需求，仍然需要更多的帶寬。在許多應(yīng)用中，特別是在國防與儀器儀表行業(yè)（以及無線基礎(chǔ)設(shè)施），對高頻率的原始模擬帶寬（BW）的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了RF轉(zhuǎn)換器所能實現(xiàn)的水平。

二、采樣保持放大器（THA）的作用

1. 擴(kuò)展帶寬：THA可以從根本上擴(kuò)展帶寬，使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出ADC的采樣帶寬，滿足苛刻高帶寬應(yīng)用的需求。通過THA，可以實現(xiàn)超過10GHz的帶寬。

2. 改善高頻線性度：THA能夠顯著改善高頻線性度，與單獨的RF ADC相比，THA-ADC組件的高頻信噪比（SNR）得到提高。

3. 優(yōu)化前端采樣：THA允許在某一精確時刻對頻率非常高的模擬/RF輸入信號進(jìn)行采樣。這通過一個低抖動采樣器實現(xiàn)，并在更寬帶寬范圍內(nèi)降低了ADC的動態(tài)線性度要求。

三、RF ADC的角色

RF ADC負(fù)責(zé)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，是高速信號處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件。隨著高速ADC技術(shù)的進(jìn)步，人們對GHz區(qū)域內(nèi)高速精確地分辨超高中頻（IF）的需求也在提高。RF ADC的性能和帶寬限制是設(shè)計高帶寬系統(tǒng)時需要考慮的關(guān)鍵因素。

四、THA與RF ADC的結(jié)合

1. 前端設(shè)計優(yōu)化：在ADC前面使用單獨的THA來拓展模擬帶寬成為了一個理想的解決方案。這可以確保ADC對THA輸出波形的穩(wěn)定保持模式部分進(jìn)行采樣，從而準(zhǔn)確表示輸入信號。

2. 延遲映射：開發(fā)采樣保持器和ADC信號鏈的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是在THA捕獲采樣事件的時刻與應(yīng)將其移到ADC上以對該事件重新采樣的時刻之間設(shè)置適當(dāng)?shù)臅r序延遲。這通常通過可變延遲線來實現(xiàn)，以確保兩個采樣系統(tǒng)之間的時序?qū)?zhǔn)。

3. 性能提升：通過結(jié)合THA和RF ADC，可以實現(xiàn)模擬輸入帶寬的擴(kuò)展、高頻線性度的改善以及高頻SNR的提高。這些性能提升對于雷達(dá)、儀器儀表和通信應(yīng)用等需要高帶寬和高精度信號處理的領(lǐng)域至關(guān)重要。

五、具體應(yīng)用與實例

ADI的THA系列產(chǎn)品（如HMC661和HMC1061）可以在18GHz帶寬范圍內(nèi)提供精密信號采樣，在DC至超過10GHz的輸入頻率范圍內(nèi)具有9到10位線性度、1.05mV噪聲和<70fs的隨機(jī)孔徑抖動性能。這些器件已被廣泛應(yīng)用于擴(kuò)展高速模數(shù)轉(zhuǎn)換和信號采集系統(tǒng)的帶寬和/或高頻線性度。

綜上所述，利用采樣保持放大器和RF ADC可以從根本上擴(kuò)展帶寬以突破X波段頻率。這種方案結(jié)合了THA的帶寬擴(kuò)展能力和RF ADC的高速采樣性能，為需要高帶寬和高精度信號處理的領(lǐng)域提供了有效的解決方案。