射频微波_欧美一区二区三区日韩_微波元器件_欧美一区二区三区免费看_芯片_欧美一区二区三区免费_电源模块_Raychem_立维创展

高速ADC和雷達系統(tǒng)的解決方案
高速ADC和雷達系統(tǒng)的解決方案

產(chǎn)品詳情介紹

現(xiàn)代高級雷達系統(tǒng)受到多方面的挑戰(zhàn),人們提出了額外的一些運行要求,包括需要支持多功能處理和動態(tài)模式調(diào)整。此外,頻率分配上的最新變化導致許多雷達系統(tǒng)的工作頻率非常接近通信基礎設施和其他頻譜要求極高的系統(tǒng)。未來的頻譜擁塞狀況預期會更嚴重,問題將惡化到雷達系統(tǒng)需要在運行時進行調(diào)整以適應環(huán)境和運行要求,這使得雷達系統(tǒng)需要向認知化和數(shù)字化發(fā)展。

更多數(shù)字信號處理的需求推動雷達信號鏈要盡早向數(shù)字化過渡,使得模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)更靠近天線,這進而又會帶來若干具挑戰(zhàn)性的系統(tǒng)層面難題。為了更深入地討論這個問題,圖1顯示了目前典型的X波段雷達系統(tǒng)的高層次概略圖。該系統(tǒng)通常使用兩個模擬混頻級。第一級將脈沖式雷達回波混頻至約1 GHz頻率,第二級混頻至100至200 MHz的中頻(IF),以便能夠利用200 MSPS或更低的模數(shù)轉(zhuǎn)換器對信號進行12位或更高分辨率的采樣。

 

Figure 1.PNG

 

在該架構(gòu)中,頻率捷變和脈沖壓縮等功能可在模擬域中實現(xiàn),這可能需要對信號處理進行一些更改和調(diào)整,但大體而言,系統(tǒng)功能受限于數(shù)字化速率。應當注意,即使以200 MSPS的數(shù)據(jù)速率進行采樣,雷達處理也能向前跨進一大步,但我們正在向新的階段突破,步子必須再邁大一點,實現(xiàn)全數(shù)字化雷達。

近年來,每秒千兆采樣(GSPS) ADC已將系統(tǒng)中的數(shù)字化點推進到第一混頻級之后,使得數(shù)字化轉(zhuǎn)變更接近天線。模擬帶寬超過1.5 GHz的GSPS轉(zhuǎn)換器已然能夠支持第一中頻的數(shù)字化,但在許多情況下,當前GSPS ADC的性能限制了這種解決方案的接受程度,因為器件的線性度和噪聲頻譜密度不滿足系統(tǒng)要求。

另外,高速ADC 與數(shù)字信號處理平臺(通常是FPGA)之間的 數(shù)據(jù)移動,直到最近還是以并行低壓差分信號(LVDS)接口為主要途徑。然而,使用LVDS數(shù)據(jù)總線從轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)據(jù)會帶來一些技術(shù)難題,因為單條LVDS總線所需的工作速率將遠遠超過IEEE標準的最大速率以及FPGA的處理能力。為了解決這個問題,輸出數(shù)據(jù)需要解復用到兩條或(更一般地)四條LVDS總線,以便降低每條總線的數(shù)據(jù)速率。例如,采樣速率超過2 GSPS的10位ADC通常將需要對輸出進行4倍解復用,LVDS總線寬度將達40位。而許多雷達系統(tǒng),尤其是相控陣,會采用多個GSPS ADC,如此多的通道需要布線和長度匹配,硬件開發(fā)很快就會變得無法管理,更不用說互連所需的FPGA引腳數(shù)量!

新型GSPS ADC不僅能克服現(xiàn)有挑戰(zhàn),而且可進一步優(yōu)化系統(tǒng)。為使數(shù)字化更接近天線,此類轉(zhuǎn)換器提供無與倫比的線性度和3 GHz以上的模擬帶寬,支持L波段和大部分S波段的欠采樣。這樣,在這些波段內(nèi)就可以直接進行RF采樣,而無需混頻器級,器件數(shù)量和系統(tǒng)尺寸得以縮減。更高頻率的系統(tǒng)也能使用更高中頻,從而可以減少混頻級和濾波器的數(shù)量,并且由于能夠使用寬范圍的中頻,頻率規(guī)劃選項得以增加。

更高的線性度和更低的噪聲頻譜密度使此類新器件能夠用于下一代雷達系統(tǒng)。隨著頻譜密度提高,必須提供更高的動態(tài)范圍才能管理雷達回波頻率附近的阻塞或干擾信號。最新的GSPS ADC能夠提供75 dBc以上的SFDR,比最近十年面市的器件高出近20 dBc。與新近的通信基礎設施頻率分配相競爭時,這一跨越式進步顯得更加重要。

模擬帶寬、線性度和噪聲方面的改善可以被看作是器件制造商的下一步邏輯發(fā)展。不過,新型GSPS ADC的兩個新增特性可為系統(tǒng)設計師帶來更大的便利,有可能會提高這些器件在未來系統(tǒng)中的接受程度:

JESD204B數(shù)據(jù)鏈路接口;

轉(zhuǎn)換器中嵌入的DSP功能,這對系統(tǒng)設計師非常有利,并且可以節(jié)省功耗。

若干高速ADC最近已引入JESD204B數(shù)據(jù)鏈路,但它對GSPS轉(zhuǎn)換器最有好處,因為LVDS接口已很難滿足系統(tǒng)需求。JESD204B是一種高速串行標準,支持利用更少數(shù)量的差分互連(FPGA引腳)實現(xiàn)高速ADC與FPGA或其他處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸。它是一種開銷非常低的協(xié)議,基于8b10b編碼方案,支持高達12.5 Gbps的波特率。

下面以ADI公司的新型2.0 GSPS、12位轉(zhuǎn)換器AD9625為例來討論其優(yōu)勢。該轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)速率是24 Gbps。假設LVDS數(shù)據(jù)總線的最高速率是1 Gbps,并且忽略數(shù)據(jù)包裝問題,那么將需要24個LVDS對才能支持此接口,硬件布線時,所有對的PCB走線長度都需要匹配。若采用最大波特率為6.25 Gbps的JESD204B,則只需要6條JESD204B鏈路就能支持此轉(zhuǎn)換器的輸出。圖2清楚顯示了其優(yōu)勢,AD9625與FPGA之間僅需布設8條JESD204B通道即可支持全數(shù)據(jù)速率2.0 GSPS。

 

Figure 2 (1).PNG

 

此外,當使用多條JESD204B通道時,PCB走線長度匹配的要求大幅放松,因為標準僅要求通道間對齊精度達到920 ps,各JESD204B通道的路徑延遲允許存在較大的差異。JESD204標準的最新"B"版還支持確定性延遲,可以計算離開高速ADC的數(shù)據(jù)與到達FPGA的數(shù)據(jù)之間的延遲。如果該延遲時間可以確定,那么就可以在數(shù)字后處理中予以補償,使數(shù)據(jù)流重新對齊并同步,這是采用GSPS轉(zhuǎn)換器的相控陣和波束成形系統(tǒng)的關鍵要求。

JESD204B對硬件設計師特別有利,但新型高速ADC的最大好處可能是增加了數(shù)字信號處理。AD9625等新一代GSPS轉(zhuǎn)換器基于65 nm或更小幾何尺寸的CMOS工藝,能夠以非常高的數(shù)據(jù)速率支持各種各樣的數(shù)字信號處理。近期而言,高速ADC將嵌入運行時可選的數(shù)字降頻轉(zhuǎn)換器(DDC),如圖3所示。

 

Figure 3.PNG

雷達波形帶寬因應用不同而有很大差異,例如,某些合成孔徑成像雷達波形需要數(shù)百MHz的帶寬,而跟蹤雷達使用的波形帶寬可能只有數(shù)十MHz或更少。過去,若GSPS ADC更靠近天線,則意味著在某些情況下會有大量不需要的帶寬被傳輸?shù)紽PGA或處理器。在現(xiàn)代FPGA和高速ADC中,如果不是大部分,也有相當一部分功耗與器件的接口相關,因此,毫無用處地傳輸大量不需要的帶寬會提高系統(tǒng)功耗。在未來的多模式雷達中,動態(tài)使能DDC的能力將是一大優(yōu)勢,可減輕FPGA的復雜處理負荷。

DDC集數(shù)字數(shù)控振蕩器(NCO)和抽取濾波器于一體,能夠在高速ADC的奈奎斯特頻段內(nèi)選擇信號帶寬和信號位置,僅將需要的適當數(shù)據(jù)傳輸給信號處理器件。例如,考慮一個在800 MHz的中頻使用30 MHz帶寬波形的雷達。如果用一個ADC以2.0 GSPS的采樣速率進行12位分辨率的采樣,則數(shù)據(jù)輸出帶寬將是1000 MHz,遠遠超過信號帶寬,轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)速率將達3.0 GB/s。如果利用DDC以16倍的比率抽取數(shù)據(jù),則不僅能進一步降低噪聲,而且輸出數(shù)據(jù)速率降至625 MB/s以下,這樣只需使用一條JESD204B通道就能傳輸數(shù)據(jù)。整體系統(tǒng)的功耗需求將因此而大幅降低。由于可根據(jù)需要動態(tài)配置DDC或予以旁路,新型高速ADC可在不同模式之間切換,以便支持針對功耗和機具進行優(yōu)化的解決方案,并且?guī)椭鷮崿F(xiàn)認知式雷達應用所需的特性集合。

AD9625等新型GSPS ADC為雷達系統(tǒng)架構(gòu)師提供了多種重要的選項,其模擬帶寬和采樣速率有助于減少器件數(shù)量或進行直接RF采樣。JESD204B接口和嵌入式DSP選項使得設計師獲取這些優(yōu)勢再也不需要付出提高功耗和板復雜度的代價。動態(tài)配置高速ADC的能力可實現(xiàn)多功能支持,滿足創(chuàng)建全數(shù)字式認知雷達系統(tǒng)的需求。

 


主站蜘蛛池模板: 湿电电源,静电除尘电源,电捕焦电源-山东仕瑞电气科技有限公司 | 江阴市海顺机械设备制造有限公司 | 真空系统,真空泵租赁技术服务-兆德机械(上海)有限公司 | 精馏塔_甲醇回收塔_糠醛塔-无锡弘鼎华化工设备有限公司 | 网带烘干机-不锈钢网带-乙型网带-不锈钢链板-网带输送机-宁津县天惠机械制造有限公司 | 曙海培训-ZEMAX培训射频培训无线电培训GMS培训EMC培训电磁兼容性培训Maxwell培训欧姆龙培训procast培训可靠性培训光学培训工业机器人培训NI培训Linux培训5G培训Hadoop培训CFD培训 | 郑州空气能热水器,郑州空气能热水器经销商,郑州空气能热水器维修,郑州空气能热水器安装 | 拉丝机_拔丝机_拉丝设备_丝网机械 - 安平县泰煌拉丝机厂家 | 卡压式管件_不锈钢卡压式管件_双卡压管件_不锈钢沟槽管件_承插焊管件_温州市中达阀门管件有限公司 | 无尘布_乳胶手套_防静电手环_口罩-苏州迈思德超净科技有限公司 | 润东方环保空调厂家-水冷式空调价格-润东方水冷空调-东莞市科骏机电设备有限公司 | 长春网站优化,网络推广,seo快速排名,1.8元/词/天-同信长春网络公司 | 玉米脱皮制糁机-玉米深加工机械价格-玉米糁加工机器设备-玉米渣加工成套设备-河南粮院 | 联系我们果博东方在线开户客服电话:19038688886 - 黑龙江旺广机械设备有限公司 | 生物除臭塔_生物除臭箱_玻璃钢吸收塔_玻璃钢集气罩_-安丘恒业玻璃钢有限公司 | 球场地板_运动场地面_体育设施器材_地坪漆工程_项目承接-大上实业(深圳)有限公司 | 郑州井盖雨水篦子厂家-建联建材 郑州建网站,郑州做网站,郑州网站建设,郑州网站制作,郑州高端定制网站,郑州APP开发 | 洗车机-自动汽车洗车机-全自动洗车设备-全自动电脑洗车机-北京自然绿环境科技发展有限公司 | 无塔供水_全自动无塔供水设备_石家庄工泉水处理_无塔供水器 | 真空工业炉-真空油淬炉-真空气淬炉-高温石墨化炉-江苏华弘真空科技有限公司 | 检重秤,液化气充装秤,滚筒电子秤,汽车衡厂家|上海越衡实业 | 长沙变频器维修,变频器维修,ABB变频器维修,西门子变频器维修,施耐德变频器维修,伺服驱动器维修,工业机器人维修,20年专业工控电气维修,长沙文铖电气设备有限公司_长沙文铖电气设备有限公司 | 转盘萃取塔,DMF回收塔生产厂家-无锡弘鼎华化工设备有限公司 | 塑料检查井_双扣聚氯乙烯增强管_双壁波纹管-河南中盈塑料制品有限公司 | 日本进口东丽碳纤维材料-上海久扶新材料科技有限公司 | 陶瓷纤维模块|陶瓷纤维毯|陶瓷纤维纸|高温隔热材料|陶瓷纤维厂家-济南火龙热陶瓷有限责任公司 | 重庆电磁流量计_水表厂家_液位计_重庆青天特克科技有限公司 | 数造云-面向3D打印的云制造平台| 天津代办营业执照_注册公司_代理记账_代办注销_地址变更-谷骐科技 | 输送带_山东输送带厂家_橡胶传送带-山东中输输送机械有限公司 | 西安泰富西玛电机_西玛电机_西安西玛电机 | 南通惠德彩钢有限公司-彩钢瓦,岩棉板,净化板,夹芯板,市政工地围挡板 | 陶瓷-超高速胶体磨-高剪切胶体磨厂家价格-上海思峻机械设备有限公司 | 铜陵耐火砖|铜陵耐火浇注料|铜陵耐火材料|铜陵市金钟物资经营部【官网】 | 模具水垢清洗机_模具管路清洗机_模具专用清洗机-苏州意德特机械有限公司 | 膨胀节_波纹膨胀节_非金属膨胀节_波纹管补偿器_膨胀节厂家-江苏苏创管业科技有限公司 | 铨盛国际供应链-PC增韧剂/硅系增韧剂/耐寒增韧剂/耐化学增韧剂 | 陕西筱润智能科技有限公司 干部人事智能档案柜 智能密集架 智能档案柜 部队选层文件智能柜 智能枪弹柜 财务智能档案柜 边防武警智能密集架 医院智能档案柜 部队选层文件智能柜智能枪弹柜 学校医院文件柜 企事业单位公检法智能文件柜 生产厂家-筱润智能科技有限公司 RFID射频智能密集架 全自动智能选层档案柜 智能密保柜 枪柜部队营房营具床桌椅办公家具 办公用品档案盒设备货架 全自动智能选层柜生产厂家-筱润智能科技有限公司 | 重庆监控安装_监控系统工程_高清监控摄像头-重庆监控系统安装公司 | 削片机|木材破碎机|木材粉碎机|模板破碎机|双轴撕碎机_郑州木工机械制造厂 | 铝合金百叶窗_西安百叶窗厂家-西安市未央区通达建材物资部 |