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ADC——速度和精度

模拟数字转换器的速度根据其种类有较大的差异。威尔金森模拟数字转换器受到其时钟率的限制。频率超过300兆赫兹已经成为可能。转换所需的时间直接与通道的数量成比例。对于一个逐次逼近（successive-approximation）模拟数字转换器，其转换时间与通道数量的对数成比例。这样，大量通道可以使逐次逼近转换器比威尔金森转换器快。然而，威尔金斯转换器小号的时间是数字的，而逐次逼近转换器是模拟的。由于模拟的自身就比数字的更慢，当通道数量增加，所需的时间也增加。这样，其在工作时具有相互竞争的过程。Flash模拟数字转换器是这三种里面***快的一种，转换基本是以一个单独平行的过程。对于一个8位单元，转换可以在十几个纳秒的时间内完成。

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ADC的采样率

模拟信号在时域上是连续的，因此可以将它转换为时间上连续的一系列数字信号。这样就要求定义一个参数来表示新的数字信号采样自模拟信号速率。这个速率称为转换器的采样率（sampling rate）或采样频率（sampling frequency）。可以采集连续变化、带宽受限的信号（即每隔一时间测量并存储一个信号值），然后可以通过插值将转换后的离散信号还原为原始信号。这一过程的精准度受量化误差的限制。然而，仅当采样率比信号频率的两倍还高的情况下才可能达到对原始信号的忠实还原，这一规律在采样定理有所体现。

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基于高速ADC采集的多通道数据采集系统

本文主要研究LHAASO地面粒子探测器读出电子学中基于高速FADC波形的数字化。根据奈奎斯特定律，超高速ADC采集板卡厂家，为保证采样精度，首先对光电倍增管的输出信号进行滤波成形，使经过成形电路以后的输出信号幅度和输入信号幅度保持线性关系，且波形被适当展宽。采用500MHz采样频率的高速ADC芯片（AT84AS001）对滤波成形后的波形进行实时采样，经过模拟/数字变换得到的数字化波形信息送入FPGA中完成实时多通道数据预处理，再交由上位计算机进行进一步处理。 本文对系统总体硬件电路方案进行设计与实现，整个系统包括模拟部分、ADC部分、FPGA部分、时钟部分、电源部分及VME总线接口电路，采用VME6U规范完成PCB设计，使用VerilogHDL语言完成可编程逻辑器件的逻辑功能设计，并对多通道数据采集系统进行调试和测试。 测试结果表明，基于高速采样ADC的数据采集插件性能良好，波形采样率精度为500Msps，微分非线性DNL为±1LSB，信号与噪声 失真比SINAD=56.69dB，有效位ENOB为9.1bit。

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