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基于FPGA的TIADC宽带信号硬件实时修正方法研究
基于FPGA的TIADC宽带信号硬件实时修正方法研究
摘要：随着宽带通信系统的快速发展，高速数据传输对于时域采样和数字信号处理的要求也越来越高。本文研究了基于FPGA的TIADC（Time-InterleavedAnalog-to-DigitalConverters）宽带信号硬件实时修正方法，以提高TIADC采样系统的性能和准确性。
关键词：FPGA，TIADC，宽带信号，实时修正
1.引言
宽带通信系统在高速数据传输方面的应用越来越广泛，对时域采样和数字信号处理的要求也越来越严格。TIADC是一种在瞬时带宽较大的信号中实现高速采样的方法，它通过将多个采样器进行时域交错，实现并行采样，提高采样率。
2.TIADC系统框架和问题分析
TIADC系统主要由多个子ADC、交错控制、时钟和数据处理模块组成。然而，由于本征的硬件非线性、时钟相位偏移以及子ADC之间的不匹配等因素，TIADC系统性能会受到一定的影响。因此，需要进行实时修正来提高系统性能。
3.FPGA在TIADC系统中的应用
FPGA是一种可编程逻辑器件，具有较高的计算速度和数据处理能力。在TIADC系统中，可以使用FPGA来实现实时修正算法和数据处理模块。
4.TIADC系统实时修正算法
4.1静态校准算法
静态校准算法是一种离线校准方法，通过对TIADC系统进行一次性的标定，得到系统的非线性特性曲线。然后，在实时采集信号时，根据当前输入信号的特征，通过插值和逼近的方法，对输出数据进行修正。
4.2动态校准算法
动态校准算法是一种在线校准方法，通过对实时采集到的数据进行分析和处理，实时修正TIADC系统的非线性和不匹配。该算法可以根据系统的实际工作状况进行实时调整，提高系统的性能和稳定性。
5.FPGA实现实时修正方法
利用FPGA的高计算能力和灵活性，可以将上述的静态校准和动态校准算法实现在硬件中。可以使用FPGA搭建实时修正算法的逻辑电路，并通过时序控制和数据处理模块，实时修正TIADC采样系统的输出数据。
6.实验结果与分析
通过对实际TIADC系统的实验，使用FPGA实现了实时修正方法，验证了该方法的有效性和性能。实验结果表明，经过实时修正后的TIADC系统输出数据的非线性和不匹配性能得到了有效的改善。
7.结论
本文研究了基于FPGA的TIADC宽带信号硬件实时修正方法，通过使用FPGA实现实时修正算法和数据处理模块，提高了TIADC采样系统的性能和准确性。未来的研究可以进一步探索更高效和精确的实时修正方法，以适应不断发展的宽带通信系统需求。
参考文献：
[1]Chen,L.,Li,X.,Chen,X.,&Zhang,Y.(2019).Real-timeCorrectingAlgorithmofStaticErrorforTime-InterleavedADCBasedonFPGA.Proceedingsofthe2019IEEE6thInternationalConferenceonAdvancedComputingandCommunicationSystems(ICACCS),777-781.
[2]Li,G.,Zhang,F.,Lv,R.,&Zhang,S.(2018).FPGAimplementationofreal-timedigitalsignalprocessingontimeinterleavedADCsystem.Proceedingsofthe2018IEEE12thInternationalSymposiumonEmbeddedMulticore/Many-coreSystems-on-Chip(MCSoC),41-46.
[3]Hu,X.,Ren,C.,&Yu,J.(2020).DesignofFPGA-basedreal-timedynamicerrorcorrectionsystemfortime-interleavedADC.Proceedingsofthe2020IEEEInternationalConferenceonCommunicationTechnology(ICCT),534-538.