Внешний track-and-hold вывел RF-АЦП ADI к 10 ГГц
На вход AD9689 подали синусоиду около 10 ГГц — область, где обычное прямое RF-преобразование этим 14-битным АЦП уже не обещает хорошей динамики. Перед его входом установили HMC1061. По фронту такта эта микросхема открывает очень короткое окно, ловит текущее напряжение RF-сигнала и оставляет его неизменным на время следующей операции. Внутренний sample-and-hold АЦП получает уже неподвижный кусок волны и больше не должен напрямую догонять десятигигагерцевую синусоиду.
АЦП получает время, которого у него не было
В этом и состоит красивый переворот: широкополосный вход не пытаются протащить сквозь весь аналоговый тракт преобразователя. Самый быстрый и чувствительный акт — захват мгновенного напряжения — выносят наружу, в специализированный track-and-hold. В показанной ADI схеме HMC1061 стоит перед AD9689, а их тактовые импульсы сдвигаются относительно друг друга программируемыми линиями задержки HMC856.
Задержка здесь задаёт саму возможность измерения. Если АЦП начинает свою выборку раньше, чем внешний THA успел перейти в hold, он видит переходный процесс. Если позже, удерживаемое напряжение уже успевает исказиться шумом и дрейфом выхода. Для настройки ADI подавала сигнал около 10 ГГц на уровне −6 dBFS и перебирала положения задержки; найденная рабочая точка 671 относится только к этому такту, этой плате и этому набору компонентов.
Окно захвата приходится выставлять в пикосекундах
Графики стенда показывают SFDR выше 50 dBc примерно до 8 ГГц и около 40 dBc у 10 ГГц. На другом графике полоса по уровню −3 dBFS отмечена как 11.6 ГГц, поэтому корректнее говорить об экспериментально показанной полосе порядка 10 ГГц. Это не превращает AD9689 в универсальный «10-гигагерцевый АЦП»: остаются план алиасов, входная фильтрация и ограничения частоты дискретизации.
Паспорт HMC1061 хорошо показывает, почему такой трюк вообще возможен. У него заявлены входная sampling bandwidth до 18 ГГц, частота тактирования до 4 GSPS и случайный aperture jitter менее 70 фс. При этом полоса в track-режиме составляет лишь 5.1 ГГц. Число 18 ГГц описывает способность узла схватить высокочастотное значение в момент выборки, а не непрерывный широкополосный усилитель на 18 ГГц.
На X-band разводка продолжает схему
За эту полосу платят тактовым трактом и платой, которые становятся полноценной частью прибора. Фронт такта, симметрия дифференциальных линий, число переходных отверстий, широкополосная развязка, выходное согласование THA и паразитные задержки определяют SNR и SFDR вместе с кристаллами. Два номинально 50-омных блока, соединённые дорожкой, не обязаны повторить опубликованный результат.
Исходный материал ADI вышел в декабре 2017 года, хотя идея остаётся особенно наглядной на фоне современных RF-приёмников. Независимый эксперимент, опубликованный в 2026 году на другой связке THA и ADC, также потребовал подбора взаимной задержки с шагом 3 пс и расширил диапазон конкретного приёмника с 5.3 до 17.3 ГГц. Он подтверждает физику временного окна, но не является повторением цифр ADI.