昨天文章抱歉,是我搞錯了發文單位:ISSCC 2025,72GS/s 9bit 學界最高指標 分級流水線 ADC(YUNSWJ 解讀版)

這里說聲對不起,因為只有一次文章的修改機會,修改完標點符號,出來以后看到有讀者說這個,心都碎了;實在是抱歉。
昨天的文章,如果全吃透,需要不少的知識鋪墊,那接下來的文章就會零零散散的來補全這些短板。
昨天的文章里面出現了這個 TI,它不是德州哦的 TI,而是:TI = Time-Interleaved(時間交織)
在 ADC 里,就是:
用多個速度較慢的 ADC 交錯工作,從而實現更高的整體采樣率。
假設:每個子 ADC 采樣率是 Fs_sub;有 N 個子 ADC;那整體等效采樣率 = N × Fs_sub;這個 N,我們就稱為 TI 因子。
每個通道輪流采樣不同的時間點,如果控制得完美,對外看起來就像一個超快的 ADC。
雖然 TI 能“堆速度”,但帶來了通道間失配問題,尤其在高頻下非常要命:
| 增益誤差 (Gain Mismatch) | ||
| 偏置誤差 (Offset Mismatch) | ||
| 時間偏差 (Timing Skew) | ||
| 帶寬失配 (BW Mismatch) |
這些失配會在輸出頻譜上形成 “鏡像雜散 (spurs)” ,頻率正好在 位置(也就是交織頻率)。
尤其在 10~30 GHz 輸入時,哪怕 1~2 ps 的時間偏差都會讓 SFDR 掉幾十 dB。
因為:
通道越多,誤差源越多,每個通道都有不同 offset、帶寬、時延,校準難度指數上升。
相鄰通道相差的時間間隔更短,相位誤差(時間抖動)在高頻下被放大。
版圖分布更廣,通道之間走線長、負載差異大,匹配更難。
用更快的子 ADC,換取更小的 TI 因子。
傳統方法:可能用 128 或 256 路 TI,每路采樣很慢(幾百 MHz);雖然容易做,但失配校準非常麻煩。
論文方法:
每個子 ADC 自身速度提升到 1.125 GS/s;所以只需要 64× TI 因子,整體就能做到 72 GS/s;通道數少一半 →時序匹配更容易、帶寬更一致、spur 更少。
也就是說:
把問題“堆通道”的方式改成“提單通道速度”的方式。
TI 因子(Time-Interleaving Factor) = 參與交錯采樣的 ADC 通道數,它讓系統“看起來更快”,但會引入通道失配和高頻失真。
OK,有了這個 子概念,再來看一個之前我其實還寫過,但是沒有使用這個名字。
“交織采樣 (Time-Interleaved Sampling, TI Sampling)” 是高速 ADC 的基礎架構之一——幾乎所有 >10 GS/s 的 ADC 都在用它;我們可以把它理解成“多工輪班制采樣”:每個小 ADC 分工采不同的時間片段,合起來就像一個超快的采樣器。
假設:單個 ADC 采樣率為 Fs;我們用 N 個 ADC,依次錯開相位采樣;那么整體等效采樣率就是 N × Fs。
數學上:
其中 。
也就是說:
每個通道采樣的時刻錯開 。
如果4 通道交織,每通道采樣點錯開 90° 相位。
單個 ADC 的采樣速度受工藝、功耗、放大器帶寬限制;通過 并行多通道交織,就能 “堆出” 更高的等效采樣率,而不必讓單個 ADC 超頻。
當通道數增多時,任何細小的不一致都會在輸出中表現為周期性雜散 (spurs),還有就是上面 TI 因子出現的問題,都一樣,不需要再寫一遍了。
這些誤差在頻譜上出現于:
即交織頻率的倍頻處。
比如4 通道 TI ADC,采樣率 Fs = 8 GS/s (每通道 2 GS/s);若輸入 f_in = 2 GHz,任意 1 ps 的 timing skew → spur ≈ ?50 dBc!
除了少用 ADC 之外,就是使用時鐘系統了。使用超精細時鐘調節,相鄰通道的相位微調步進 ≈ 12 fs,相當于把時間偏差控制在信號周期的 0.02 %;還使用非重疊采樣時鐘(這我理解是差分)同組通道的采樣窗口錯開,防止“同時抓取”造成串擾。
交織采樣 = 多個“小 ADC”輪流采樣,合起來像一個超快的“大 ADC”,但通道間如果步伐不齊,就會在頻譜里“踩出雜音”。