An Efficient Waveform Reconstruction Method for Digital Bandwidth Interleaving Sampling System

数字带宽交织(DBI)技术是一种能够同时提高采样系统带宽和采样率的方法。但其波形重建算法非常复杂，实时波形重建的实现需要大量的系统并行计算资源。为了提高DBI采样系统的波形重建效率，提出了一种频域波形重建方法。该方法在频域完成数字混频、滤波和校正，并从离散频域信息中恢复波形。该方法利用了频域滤波相对于时域滤波的计算效率优势。并将DBI系统中的多个时域滤波系数集成为一个频响系数，使得一次频域滤波相当于多次时域滤波操作。本文还介绍了一种多相频域滤波结构，与经典的时域并行多相滤波结构相比，该结构在计算复杂度上有很大的优势。为了验证该方法的有效性，以8 GHz带宽和20 GSPS采样率的评估平台为例，对其性能进行了验证。在MATLAB中对经典时域方法和频域方法进行了验证，并在FPGA上对性能和资源消耗进行了比较。实验结果表明，与经典时域方法相比，该方法可节省10%的查找表(LUTs)、26%的触发器(ff)和47%的数字信号处理(DSP)切片。在字长小于6位的情况下，与经典方法相比，该方法的SFDR提高了5 dB以上，信噪比提高了10 dB以上。