[發(fā)明專利]利用時(shí)間交錯(cuò)的光學(xué)定時(shí)的采樣裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380022685.3
• 申請(qǐng)日: 2013-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104272395B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奧利弗·蘭多爾特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅德施瓦茲兩合股份有限公司
• 主分類號(hào): G11C27/02
• 分類號(hào): G11C27/02;H03M1/12;H03K3/42;G02F7/00;G02B6/125;G11C13/04
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11291
• 代理人: 黃志華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包括多個(gè)跟蹤與保持單元的采樣裝置，該多個(gè)跟蹤與保持單元以時(shí)間交錯(cuò)的模式運(yùn)行。

背景技術(shù)

對(duì)寬帶通信系統(tǒng)需要的日益增長(zhǎng)推動(dòng)了對(duì)適合的測(cè)量系統(tǒng)的需求的增加。為了分析那些通信系統(tǒng)，測(cè)量系統(tǒng)需要真正高的帶寬和良好的抖動(dòng)性能。為了獲得具有如此良好的抖動(dòng)性能的測(cè)量系統(tǒng)，整個(gè)時(shí)鐘樹(shù)必須是穩(wěn)定的。

E.W?Jacobs等人的出版物“Optically?clocked?track-and-hold?for?high-speed,high-resolution?analog-to-digital?conversion”(IEEE?MWP，2004年4月，190頁(yè)至192頁(yè))描述了一種可被用在模數(shù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)的跟蹤與保持單元，其中，該跟蹤與保持單元接收光學(xué)時(shí)鐘。因此，跟蹤與保持單元包括兩個(gè)用于生成電流的光電二極管，該電流被送入二極管電路中，從而關(guān)閉來(lái)自兩個(gè)電流源的較低的電流。無(wú)論光脈沖何時(shí)被兩個(gè)光電二極管接收，高頻信號(hào)在二極管橋的輸出端總是保持恒定。

該出版物的缺點(diǎn)是，由于不能再減少對(duì)于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的必要的保持時(shí)間，故采樣速率被限制。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種具有非常高的采樣速率以及良好的抖動(dòng)性能的采樣裝置。

通過(guò)涉及采樣裝置的獨(dú)立權(quán)利要求1的特征，解決這個(gè)目的。本發(fā)明的任何有利的其他進(jìn)展被限定在從屬權(quán)利要求中。

本發(fā)明的采樣裝置包括第一輸入端口和第二輸入端口，其中，輸入信號(hào)被輸入至第一輸入端口，并且其中，光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)被輸入至第二輸入端口。采樣裝置還包括多個(gè)跟蹤與保持單元，其中，所述多個(gè)跟蹤與保持單元中的每一個(gè)與第一輸入端口連接，并且其中，所述多個(gè)跟蹤與保持單元通過(guò)光波導(dǎo)還與第二輸入端口連接，以此方式使得所述多個(gè)跟蹤與保持單元以時(shí)間交錯(cuò)的模式運(yùn)行。非常有利的是，利用多個(gè)跟蹤與保持單元，且單一的光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)可被轉(zhuǎn)送至那些多個(gè)跟蹤與保持單元，使得僅需要一個(gè)光源。還有益的是，所述多個(gè)跟蹤與保持單元以時(shí)間交錯(cuò)的模式運(yùn)行。這確保了輸入信號(hào)通過(guò)所述多個(gè)跟蹤與保持單元在不同的時(shí)間而被捕獲，從而使所述多個(gè)跟蹤與保持單元中的每一個(gè)更長(zhǎng)時(shí)間地存儲(chǔ)所述輸入信號(hào)的一部分。

如果光波導(dǎo)包括多個(gè)延遲單元，其中，延遲單元將光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)延遲了時(shí)段Δt＝1/(N·f_clk)，其中，f_clk為光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)的頻率，并且其中，N為所述多個(gè)跟蹤與保持單元的數(shù)目，這點(diǎn)也是非常有利的。因此，每個(gè)跟蹤與保持單元具有N倍的時(shí)間來(lái)保持用于后面的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的所述輸入信號(hào)的一部分，從而將采樣頻率提高到N倍。

如果每個(gè)延遲單元為光波導(dǎo)的一部分，并且如果每個(gè)延遲單元具有曲徑的形狀，和/或如果每個(gè)延遲單元具有彼此平行的段，并且如果每個(gè)延遲單元具有將平行段彼此連接的其他段，其中，所述其他段為直徑等于或大于兩個(gè)平行段之間的距離的弧形，這是非常有利的。這種具有帶有平行段的曲徑的形狀的延遲單元的使用、以及將平行段彼此連接的其他弧形段的使用，確保了光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)的功率損耗最小化。然而，在延遲單元內(nèi)不使用尖角或其他不利的交接。

如果延遲單元為光波導(dǎo)的一部分，并且如果光波導(dǎo)的形成延遲單元的這個(gè)部分具有螺旋的形狀，其中，延遲單元的內(nèi)段(該內(nèi)段也為螺旋的內(nèi)段)通過(guò)直線通向外部，從而以大約90°的角度穿過(guò)其他段，這點(diǎn)也是有益的。如果維持90°的角度，在光波導(dǎo)的不同段中的光學(xué)時(shí)鐘信號(hào)可以穿過(guò)光波導(dǎo)本身，而不干擾光波導(dǎo)本身，這點(diǎn)是可以的。因此，可非常容易地應(yīng)用光波導(dǎo)。

如果光波導(dǎo)包括N-1個(gè)光功率分配器，其中，N為所述多個(gè)跟蹤與保持單元的數(shù)目，其中，每個(gè)光功率分配器將光波導(dǎo)分成第一分支和第二分支，和/或如果通過(guò)相對(duì)于光功率分配器的輸入信號(hào)線，調(diào)節(jié)第一分支的擴(kuò)張角和第二分支的擴(kuò)張角，可以選擇在每個(gè)分支的信號(hào)功率的比例，這點(diǎn)也是非常有利的。由于抖動(dòng)性能沒(méi)有降低，故這種光功率分配器的使用是非常有幫助的。如果可調(diào)整在每個(gè)分支的信號(hào)功率，這點(diǎn)也是非常有用的，這是因?yàn)椋梢源_保所述多個(gè)跟蹤與保持單元中的每一個(gè)接收相同的信號(hào)電平。

如果N-1個(gè)光功率分配器連接在二叉樹(shù)的結(jié)構(gòu)中，所述二叉樹(shù)的根位于第二輸入端口，所述二叉樹(shù)的N個(gè)末端分支與N個(gè)跟蹤與保持單元連接，這點(diǎn)也是非常有益的。末端分支也是二叉樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)。應(yīng)注意到，可以利用所有種類的二叉樹(shù)，像完美二叉樹(shù)或完全二叉樹(shù)。