[参考译文] ADC12DJ5200RFEVM：从双通道测量获得的2D 直方图中显示的线图形。

尊敬的 Marius：

您能为我确认一下您的图解的相关信息吗、我假设如果颜色更亮、则表示对特定点进行采样的频率更高、是正确的吗？

如果是这种情况、可能会发生这种情况、因为您的输入与采样频率不相干、而只是在本质上对信号的同一个点进行反复采样。 为了解决此问题、请尝试向 ADC 输入主要相干音调。

此致！

Eric

尊敬的 Marius：

是的、我同意在随机光照的情况下这可能是一个问题、但我想知道您是否可以尝试使用正弦波输入来帮助缩小问题范围。

对于您尝试采样的信号、此采样频率似乎太低了、如果您的信号具有1.6GHz BW、那么您的采样频率至少需要3.2GHz 才能避免奈奎斯特区域中出现信号混叠。 (这也假设您的信号完全集中在第一个奈奎斯特区域中)我建议尝试以更高的采样率对信号进行采样并对数据进行后处理、以便仅从目标频带中提取数据。

除了我之前在这篇文章中提到的内容、我不能想到 ADC 的任何属性会导致16条采样线周期性变化。

此致！

Eric  

Eric、您好！

我将一个包含50/50分离器的200 MHz 正弦波连接到了电路板的两个通道。 不幸的是、看起来仍然有一些模式。

关于光电二极管、最初我想或许是因为与带宽相比、采样速度更快、同一个值的两次采样机会会增加。 但是、我曾尝试对数据进行下采样、但不幸的是仍然存在相同的问题。 我会尝试更高频率的采样、但我不确定它会有什么帮助、因为我不认为在看到输出信号应该是随机的情况下会出现混叠。

我附上了一些图片供说明。 第一个图像是无抖动的200 MHz 正弦波、第二个图像是相同的正弦波、但振幅抖动很小、最后一个图像是无抖动的光电二极管、会出现更差的结果。 抖动似乎也会产生重大影响。

如果您还有任何其他建议、我很乐意倾听、但是这可能不是与 ADC 相关的问题、因此我可以解决这个问题。

Eric、您好！

我尝试了下采样、也尝试了在越来越高的频率下进行采样。 下采样根本没有太大效果、而较高频率的采样会改变模式、但它们仍然存在。 不管怎样、因为这与 ADC 无关、我来解决这个问题。 感谢您的帮助和耐心。

Eric、您好！

抱歉,重新打开这个线程,但我发现了一些可能是有帮助的东西。 基本上、我使用不同的 ADC 和不同的光电二极管对其进行了测试。 不同的光电二极管不会发生任何变化、但不同的 ADC 显示了一些图案、但又不同又不那么明显、但仍然存在。 我做了一些研究,发现这个主题: https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1003029/ads54j60evm-count-spikes-appear-on-histogram-every-3-or-so-bins

为了进行比较、我还在2.5GHz 采样率下制作了10 MHz 正弦波的直方图、我看到了一个非常相似的结果。 我加入了一张图片。 在本主题中、他们建议禁用直流偏移校准、我尝试了禁用和启用它、但没有区别。 这是否与 DNL/INL 有关？ 有什么建议可以解决此问题？

快速更新、增加振幅会有所帮助。

Marius、

您能向我发送以正弦波作为输入的原始 ADC 样本吗？ 您还可以分享用于正弦波输入模型编号的信号发生器是什么吗？ 当您提供该信息时、您还可以分享所收集数据的 JESD 模式和采样率吗？

蔡斯

大家好、Chase：

以下是数据链路： https://we.tl/t-I2h3dDQsEj

该数据是采用二进制偏移格式的原始二进制数据。 其模式为 JMODE3、因此数据来自两个通道。 原始二进制文件中的数据是交错的、这意味着一个通道12位、另一个通道12位。 采样率为2.5GHz。 我们已完成板的板载时钟旋转。 合成器是 Hameg HM 8133-2。 正弦波为10 MHz、振幅为280mV。

如果您需要任何其他内容、或者您希望我将数据转换为其他格式、请告知我。

Marius、

您能上传至该链接吗？ 在我这边、它阻止了您的链路。

TI 驱动器： tidrive.ext.ti.com/.../f6ac0f8c-ec27-46fc-b169-3071a3877b4a  

访问代码： vWpCd93|

蔡斯  

根据您提供的内容、如果您可以将数据导出为与通道 A、通道 B 的两列之间的 csv、则我这边的速度最快 谢谢

大家好、Chase：

如果上传链接有时间限制、我现在上传了原始数据。 因为已经很晚了、所以我目前无法导出 CSV 数据。 但是、我明天会假设链路仍能正常工作。

尊敬的 Marius：

无需担心、链接将处于活动状态长达30天。 周末愉快！

蔡斯

大家好、Chase：

我上传了一个包含10 MB 数据的 csv、如果您需要更多数据、请告诉我。

大家好、Chase：

到目前为止、有什么线索可能是导致这一问题的原因？ 从光电二极管读取时、我还附加了一个带有直方图的图像、该图像显示了高斯分布。 在这种情况下、它更加明显。

尊敬的 Marius：

我想我们在这里看到的是输入信号相位噪声的组合。

通过本数据的 FFT 可以看出、信号接近满量程、产生了更好的摆幅和更好的直方图、如前所述。 我可以放心地说、该源具有高相位噪声以及谐波含量。 ADC 的 HD2和 HD3规格(在350MHz 处、由于 Eric 不在办公室、这是我可以参考的最接近规格)分别显示了-74dBFS 和-65dBFS。 您要捕获的数字是30dB、比该器件规格要差20dB。该器件在尽可能靠近时钟和输入源的位置使用理想的信号发生器、目前 SMA100B 具有超低相位噪声选项(B711)。  

放大 FFT 可以看到、10MHz 信号周围的相位噪声边缘会增加直方图边缘附近的噪声、因为 ADC 具有漂移的频率成分、因此它可能会保持与峰值偏移的代码、从而持续额外的时间、并且2^19个样本的超深度采集确实显示了这一点。   

需要注意的另一点是、该信号不相干。 如果您提供精确的10MHz 信号、这是 ADC 采样率(2.5G)的整数倍、而 ADC 每2.5G/10M = 250个样本就会采样完全相同的(假设是完美的源)信号。 如果您改为提供与2^19样本大小相干的信号、则 ADC 将根据2^19样本中的每个样本沿着正弦波对一个唯一的点进行采样。 以下是基于2^19个样本以及10MHz 周围的相干频率。 您可以尝试这个新频率并发送类似数量的数据吗？

10.008811951 MHz

谢谢、Chase

大家好、Chase：

感谢您的详细答复！ 我不确定是否能够将频率设置为此分辨率、但我明天会进行检查并记录数据。

另一点要注意的是、如果这是来自源的相位噪声、为什么在测量来自光电二极管的噪声时也会出现这种噪声、正如我在上面显示的、光电二极管是随机的且应该具有高斯分布？

相位噪声是否可能是由于时钟而不是源输入导致的？ 我之所以提出这个问题、是因为我们通过重新焊接指定元件从外部时钟切换到了板载时钟、而且由于这些元件的0201尺寸、由于缺乏合适的设备、完成的焊接作业可能并不理想。 这可能会导致时钟上出现某种反射、进而导致采样时钟上出现相位噪声吗？ 是否有任何可靠的方法来检查？

另外、由于我将数据从 FPGA 传输到 PC 的方式、相位可能会发生变化。 我将使用 AXI4Stream 接口和256个样本深 FIFO 通过 PCIe 流式传输数据。 我注意到 PCIe 的 TREADY 有时会被取消置位、因此可能会出现一些不连续的情况。 在某个时候、我将切换传输方法以确保不存在不连续性。 不过、这仍然不能解释噪声测量中存在尖峰的原因、因为输入应该是随机的、因此不连续或相干采样问题都不会影响该尖峰。 我已经上传了相关样本的 csv 数据。

遗憾的是、我在使用外部时钟时没有任何数据、因为我只使用外部时钟、直到我可以确认 JESD 链路正常工作。

另一件令人感兴趣的事情是、我查看过另一个 ADC (具体为 M4I.2234-x8)的相同内容、并且我还看到了周期性尖峰、只是可能没有那么显著。 我也尝试过其他光电二极管、但不幸的是结果仍然相同。

再次感谢您的大力帮助。

大家好、Chase：

我将频率设置为您要求的频率(不是那么精确、是设置为的频率) 10.00881195 、因此缺少一位精度)并再次采样数据。 它确实看起来要好得多、就像此时的常规噪声一样。 我已将数据上传到驱动器(out_相干.csv)、下面是直方图的屏幕截图：

即使数据是随机的、这是否也同样适用于光电二极管？ 那么它会与它们的带宽有关吗？ 当两个二极管的带宽为1.6GHz 时、我如何对这两个二极管应用相干采样？ 我想我可能需要外部时钟吗？ 或者数字下变频能否起作用？

非常感谢您的大力帮助。

尊敬的 Marius：

这看起来要好得多。 我还没有在我这边绘制数据、但会在接下来的几个小时内这样做。

那么现在、如果光电二极管由随机噪声激发、但 ADC 捕获该噪声同时更频繁地触发一些代码、这让我认为随机噪声可能不是那么随机的？ 光/激光是如何激发的？

由于正弦波看起来不错、我认为我们可以排除 JESD 和数字解包等问题。

光电二极管带宽为1.6GHz、而 ADC 在2.5GHz 下采样。 从长远来看、ADC 应该达到3.2GHz 或更高、但目前这是可以的、并且不会导致您看到的16样本直方图合并。 您目前不能认为900MHz 频段以上的数据是正确的、因为900MHz 和1.25GHz 之间的数据将会第一奈奎斯特和第二奈奎斯特数据重叠。

您是否能够将该信号连接到频谱分析仪上并对直流和1.6GHz 之间的频谱进行长扫描时间单次转换？

谢谢、Chase

大家好、Chase：

更具体地说、我们将基于真空波动的外差测量进行 QRNG。 因此、激光是具有电信波长的连续波、它进入90度光混合、并且光混合的输出连接到两个平衡光电二极管。 数据不是完全随机的。 数据分布在高斯分布中(这就是需要随机提取的原因)、因此分布中心的值更有可能发生。 然而、高斯分布内发生的数据顺序应该是随机的。

我唯一能想到的可能会使相干采样成为问题的因素是光电二极管的上升时间、该时间与带宽有关。 光电二极管上的值发生变化、所需的时间有限、这可能比 ADC 的采样周期长一点。 也许这个问题与瞬变值采样相关。 但我不能确定诚实。

我实际上已经尝试将采样频率提高到3.2GHz、线路模式仍然存在。 我还尝试增加到最高5.2GHz、但他们仍然在那里。 但是、它们似乎确实发生了变化、特别是其周期、这也可能表明存在连贯的采样问题。 不幸的是、我现在没有这些数据、但如果需要、我可以在明天获取这些数据。

明天我还将使用频谱分析仪研究光电二极管的输出。 您能否仅详细说明一下、长扫描时间单次转换是什么意思？ 我无法更改光电二极管输入的任何特性、因此我不确定扫描意味着什么。

大家好、Chase：

以下是频谱分析仪在所询问频率下的输出：

这里还有高达3.2 GHz 的频谱、以防万一：