引言
在现代电子信息领域，多通道同步采集技术是实现高精度信号处理的核心支撑，其性能直接决定了系统对复杂信号的捕捉与解析能力。在相控阵雷达系统中，需通过数十路甚至上百路通道同步采集目标回波信号，以实现对目标方位、距离的精准测量；在分布式声学传感、超声成像等领域，多通道同步采集可有效提升信号的空间分辨率与时间关联性；在高频通信系统测试中，多通道同步采集能够实现对多载波信号、调制信号的实时监测与分析。随着信号频率向更高频段提升，对多通道采集系统的同步精度、采样速率、动态性能提出了更为严苛的要求：一方面，高速ADC的多片同步需解决时钟相位一致性与数据时序同步两大核心问题；另一方面，高频信号传输过程中的时钟抖动、链路延迟、噪声耦合等因素，均会导致通道间相位偏差增大，影响系统整体性能[1]。相较于传统多通道高速同步采集系统设计方法，本文方案针对高频采集场景完成多维度创新优化，核心优势有三方面：（1）采用LMK04828和3片HMC7043星型时钟分发架构与双FPGA并行控制方案，突破传统单芯片、单FPGA架构的局限，实现12通道ADC同源时钟精准同步，解决了通道扩展受限、时钟延迟偏斜大的问题；（2）定制化优化AD9680硬件电路，通过双巴伦耦合输入、外部精密基准源、超低噪声线性电源供电的组合设计，消除各类噪声与温漂对同步性能的干扰，充分发挥ADC原生动态性能；（3）优化JESD204B Subclass 1模式下SYSREF信号配置，实现星型拓扑下信号到达偏差≤100 ps，结合时钟芯片的数字/模拟延迟独立调节功能，解决传统方案多芯片确定性延迟难以校准的痛点，实现宽频率范围内相位偏差的精准控制。
本系统设计的12通道高速同步采集方案工程实用性强，可直接适配相控阵雷达、分布式测量、高频通信测试等领域的实际应用需求，通道间≤3°的相位偏差对核心应用场景具有重要的工程实际意义：在相控阵雷达波束成形应用中，3°的相位偏差远低于相控阵雷达波束指向的相位容限，不会造成波束主瓣偏移、副瓣电平升高，可保证雷达对目标方位、距离的精准探测与跟踪；在分布式声学传感、超声成像等分布式测量场景中，3°的相位偏差能够保障多通道采集信号的时间关联性与空间一致性，有效避免相位偏差导致的测量数据失真，提升系统的空间分辨率与测量精度；在高频通信系统测试中，该相位精度可满足多载波信号、调制信号的实时监测需求，为信号分析与性能评估提供精准的原始数据[2-3]。
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作者信息：
于吉刚，董辉
（中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏 无锡214035）
