利用多通道ADC使系统性能达到更先进水平

　　信号平均 与 时间交织

　　这里我们已经总结了能够超越当前可提供的单个ADC具备性能的两种方法。我们已经给出了使用这两种方法实现的可提供高性能多芯片产品实例。事实上，这类标准的产品已经面市--解决了设计问题并且提供了标准技术规范--足够满足许多客户的需求。但是，下面的解释对想进一步研究使用标准的单个ADC或多通道非配置ADC提高性能应用领域的用户有所裨益。

　　比较拓扑结构的常用衡量指标是SNR。假设选择的ADC是AD9444，系统设计需要40 MHz带宽和79 dB典型值SNR，那么我们可以考虑信号平均和时间交织。两种方法都需要使用四个AD9444，以便比AD944固有的SNR提高5～6 dB。因为两种方法在降噪方面作用相当，因此需要进一步权衡以体现典型设计的市场空间。

　　首先，信号平均方法没有时间交织方法实现起来那么复杂。信号平均电路中四个ADC所需要的时钟可以从一个阻性分配器、一个磁性分配器或是一个简单的1:4扇出的时钟分配IC获得。时间交织的方法需要使用至少两个D触发器来实现4分频和90°间隔相序功能。在某些情况下，可能还需要四个附加触发器缓冲定时信号，以保持严格的时序。为了实现提高预期的6 dB SNR目标，时间交织方法可能需要使用数字滤波器，它要求实时乘法器和加法器（如果用于系统设计，或者还需要一些处理时间）。然而信号平均的方法只需要一个实时加法器，从而真正减少了数字逻辑电路。

　　每一种降噪方法的有效性也必须仔细考虑。特别是必须了解每个通道的相关噪声和带宽水平。因为随着通道间相关噪声增加，信号平均方法的有效性会越来越低。在抖动和相位噪声是主要噪声源的系统中，存在相关噪声的风险会影响SNR的提高。

　　时间交织方法实际上是在4倍带宽范围内散布噪声，然后滤除无用的120 MHz。在这种情况下，必须研究和掌握噪声频谱的宽带特性。如果通道的噪声频谱内容平均分布在整个160 MHz奈奎斯特频带，那么这种方法可以提高6 dB SNR。但是，如果噪声分布主要集中在有用的40 MHz带宽之内，那么提高6 dB SNR的目标可能无法实现。

　　比较这两种方法的另一个重要考虑因素是频率规划。如果使用一种单频系统，并且其输入频率在单ADC采样速率(例如20 MHz)的1/4以上，则第2、第3、第4、第5、第6次谐波落在40 MHz有用频带之外。因此，这些高次谐波会被数字噪声滤波器削减或滤除。此外，前面讨论的镜像杂散信号也会落在有用频带之外，从而被滤除。在多频系统中，一些谐波成分也会落在有用带宽之外，从而会减小系统的总谐波失真。

　　总之，信号平均方法提供了一种提高6 dB SNR的简单方法，而时间交织方法为开发系统体系结构提供了一些值得考虑的好处。

　　多通道ADC系统的使用

　　多通道ADC在提高数字采集系统方面已经起到了重要作用。成像系统通过对多路ADC进行加和来优化信号以提高清晰度。数字示波器制造商已经开发了ADC时间交织方法以满足高采样速率的要求。其它使用频分多址(FDMA)的接收系统也采用了多个ADC 通道对频带进行划分--减低对每个ADC输入带宽的需求，从而进一步增大动态范围。为了节省功耗和尺寸，采用4通道ADC和8通道ADC 多通道IC封装的ADC越来越多，正在利用它们开发多通道系统体系结构以提供前所未有的功能和性能。