本申请要求于2015年10月23日提交的序列号为14/921,157的美国申请的优先权的权益，该美国申请通过引用全部并入本文中。
背景技术：
：：在诸如雷达系统、成像系统和RF通信系统的应用中，射频(RF)模拟信号的分析是期望的。可以将RF模拟信号转换为数字值，并且可以使用信号处理装备对数字值进行处理和分析。感兴趣的RF信号可能具有数千兆赫兹(GHz)的信号频率。将这些高频模拟信号转换为数字值以进行实时处理是具有挑战性的。技术实现要素：本文档一般而言涉及电RF信号和微波信号到数据的转换。方法示例包括：使用光子振荡器生成重复的基准时钟信号的系列，其中该系列中的每个基准时钟信号包括相同的基准时钟信号频率和相对于该系列中的前一基准时钟信号的均匀延迟；在多个模数转换器(ADC)电路中的每一个处接收生成的基准时钟信号；在所述多个ADC电路的每一个处直接接收射频(RF)信号，其中RF信号在时间上和幅度上是连续的；以及以均匀延迟使用ADC电路对RF信号进行采样以创建表示RF信号的交织数字值。一种设备示例包括：被配置为生成通过均匀延迟分开的光信号的光子振荡器电路；被配置为接收光信号并且生成具有相同时钟信号频率的基准时钟信号的系列的射频(RF)生成电路系统，其中该系列中的每个基准时钟信号包括相对于该系列中的前一时钟信号的均匀延迟；以及多个模数转换器(ADC)电路，其中，ADC电路包括用于直接接收在时间和幅度上连续的RF输入信号的信号输入端，以及用于接收重复的基准时钟信号的系列中的基准时钟信号的时钟输入端，其中ADC电路被配置为以均匀延迟在基准时钟信号的频率对RF输入信号进行采样，以采样表示RF信号的交织数字值。本部分旨在提供本专利申请的主题的概述。它并不旨在提供本发明的排他的或详尽的解释。包括具体实施方式以提供关于本专利申请的进一步信息。附图说明在不一定按比例绘制的附图中，相同的数字在不同的视图中可以描述相似的部件。具有不同字母后缀的相同数字可以表示相似部件的不同实例。附图一般地以示例的方式而非限制的方式图示在本文档中讨论的各种实施例。图1是可用作精确光子振荡器的超稳定频率基准生成系统的示例的框图。图2是实现启用精确时钟的时间交织数据转换的方法的示例的流程图。图3是图示一组时钟基准信号的时序图。图4是包括与时间交织数据转换器集成的光子振荡器电路的设备的示例的框图。图5是耦接到RF生成电路系统的光子振荡器电路的示例的部分的框图。图6是交织数模转换的示例的时序图。图7是提供高速数模转换的设备的示例的框图。图8是RF通信设备的部分的框图。具体实施方式本文档讨论用于将电RF信号转换为数字数据的系统和方法。多GHz模拟信号到数字数据的准确转换是雷达系统、成像系统和通信系统的目标。信号的转换需要模数转换器(ADC)电路的高采样速率。RF模拟信号的高频率可能导致模数A/D转换成为系统性能的限制因素。提高ADC采样速率的一种方法是时间交织一组以较低采样速率工作的ADC电路并且组合该组ADC的输出以实现较高的有效采样速率。但是，时间交织对定时时钟电路和定时时钟的分配网络两者都施加了严格的定时和同步要求。用于高速率数据转换器的常规方法使用锁相环、延迟锁定环和片上时钟信号分配域以用于以统一的方式分配时钟信号。一些时间交织的方法包括在时钟速率和交织的转换器的数量之间的权衡。例如，如果使用较低的时钟速率，则交织的数据转换器的数量增加。但是，增加数据转换器的数量增加成本、增加功耗要求、并且增加对数据转换器的操作的定时的严格的匹配要求。精确光子振荡器(PPO)提供了稳定的精确频率时钟基准。如本文所使用的频率稳定性是指在1秒或平均1秒的频率变化。例如，10-15的频率稳定性是指在每次测量的一秒平均时间内一系列的频率测量的标准偏差。图1是可用作精确光子振荡器的超稳定频率基准生成系统100的示例的框图。该系统被称为原子跃迁(atomictransition)。超稳定频率基准生成系统100包括腔稳定基准激光器112，其包括锁定到稳定腔104的激光源102。该系统可以包括铷(Rubidum,Rb)单元108，其可以被至少可以引起铷单元108内的双光子铷跃迁(至高态(upperstate))的腔稳定基准激光器112的稳定激光输出105询问。检测器110可以检测由于高态铷跃迁的自发衰变而导致的铷单元108内的荧光109。检测器110可以提供在荧光的波长处的检测器输出111以锁定腔稳定基准激光器112从而生成稳定的激光输出113。在这些实施例中，激光源102被锁定到稳定腔104和铷单元108内的铷跃迁两者。在一些实施例中，超稳定频率基准生成系统100还可以包括倍频器106以使稳定激光输出105的频率加倍。加倍的稳态激光输出107可以被配置为询问铷单元108以生成用于将激光源102锁定到铷跃迁的输出。超稳定频率基准生成系统100还可以包括频率梳稳定器114，其可以被锁定到稳定的激光输出113。频率梳稳定器114可以生成可以包括光波长的超连续谱(super-continuum)115的光波长的输出。超连续谱115可以是波长的八倍跨度，但是实施例的范围在这方面不受限制。在一些实施例中，光梳齿之间的间隔可以由可以用于生成频率梳的飞秒(femtosecond)激光器的飞秒激光脉冲重复频率来确定。在一些实施例中，超稳定频率基准生成系统100包括或耦接到RF生成电路系统116以从光波长的超连续谱115生成超稳定频率基准117。超稳定频率基准117可以包括一个或多个超稳定RF或微波输出信号。除了别的之外，RF生成电路系统116还可以包括用于将光波长的超连续谱115转换为超稳定频率基准117的光检测器。在一些实施例中，超稳定频率基准117可以包括一组RF或微波信号。如图1所示，可以使用两个互补的锁定环来生成稳定的激光输出113。腔锁定环121可以将激光源102锁定到稳定腔104。腔锁定环121可以有助于系统100的短期相位噪声性能。另一个锁定环是频率控制环123，其可以将激光源102锁定到铷单元108内的铷跃迁。频率控制环123可以有助于减少长期环境漂移从而有助于实现更长期的稳定性。在这些实施例中，频率控制环123可以将激光源锁定到使用双光子激发的高态铷跃迁的衰变以生成稳定的激光输出。在这些实施例中，通过将激光源102锁定到稳定腔104，可以减少腔稳定基准激光器112的激光频率的变化。通过将腔稳定基准激光器112的输出锁定到原子跃迁(即，双光子铷跃迁)，进一步减少了激光频率的变化。在不使用任何锁定环的情况下，激光输出的频率会在几分钟的过程中漂移几兆赫(MHz)。锁定到稳定腔104可以充分地减少这种漂移(例如，减少几乎百万次或更多)。锁定到双光子铷跃迁可以消除任何残存的缓慢的漂移。因此，频率波动和漂移已被消除或至少大大地减少，使得输出113被认为是稳定的。系统100在长期稳定性和相位噪声方面可以提供超过许多常规的计时系统的显著的改进。例如，由超稳定频率基准生成系统100生成的超稳定频率基准117可以具有至少5x10-14或更高的频率稳定性，并且甚至可以具有超过5x10-15的频率稳定性。例如，超稳定频率基准117可以进一步具有在离10GHz载波一Hz处的小于-100dBc/Hz的相位噪声。超稳定频率基准系统的方法可以在Wilkenson等人的于2012年2月20日提交的美国专利No.8,780,948“PrecisionPhotonicOscillatorandMethodforGeneratinganUltra-StableFrequencyReferenceUsingaTwo-PhotonRubidiumTransition”中找到，该美国专利通过引用全部并入本文中。由超稳定频率基准系统100生成的时钟基准信号可以用作精确光子振荡器来解决与一组时间交织高速ADC的同步相关的问题。如前文所述，这种光子振荡器展现出低的超低相位噪声和超稳定的时钟基准。所得的在基准时钟之间的相位关系中的稳定性消除了对通常用于管理时钟基准之间的常规不匹配的额外电路系统的需要。例如，典型的时间交织数据转换器需要前端交织级来对每个较低时钟速率数据转换器之间的传入模拟信号进行解复用。前端级通常还需要采样保持级，以允许由较低时钟速率数据转换器进行采样。但是，利用超稳定光子振荡器，数据转换器可以在没有解复用级或采样保持级的情况下直接采样传入的模拟信号。图2是实现启用精确时钟的时间交织数据转换的方法200的示例的流程图。在205处，使用光子振荡器来生成重复的基准时钟信号的系列。该系列中的每个基准时钟信号包括相同的基准时钟信号频率和相对于该系列中的前一基准时钟信号的均匀延迟。图3是图示一组时钟基准信号的时序图300。该时序图表示M个基准时钟信号，其中M是正整数。如图所示，每个时钟信号具有与基准时钟信号相同的时钟频率，并且每个时钟信号具有相对于前一时钟信号的均匀延迟(Ts)。时钟信号之间的关系由光子振荡器的超低噪声和超稳定频率来维持。返回到图2，在210处，在ADC电路处接收生成的基准时钟信号。在一些实施例中，存在M个ADC电路，并且每个ADC电路都接收基准时钟信号。ADC电路提供射频或微波频率信号的高速采样。在215处，在多个ADC电路中的每一个处直接接收射频(RF)信号。输入RF信号是在时间和幅度上连续的模拟信号。在ADC电路处接收RF信号以用于由不具有任何前端电路系统级(例如，诸如解复用级或跟踪保持级)的ADC电路进行采样。在220处，在时钟基准信号的均匀延迟的情况下使用ADC电路对RF信号进行采样。采样用于创建表示RF信号的交织数字值。在一些实施例中，交织数字值作为RF信号的数字表示被存储(例如，在存储器中)。在M个ADC电路的示例中，交织可以产生以基准时钟信号频率的M倍采样的RF信号的数字表示。图4是包括与时间交织数据转换器集成的光子振荡器电路405的设备400的示例的框图。光子振荡器电路405生成具有光波长的光信号。在一些实施例中，使用包括在光子振荡器电路405中的锁定到稳定激光源的频率梳稳定器来生成光信号。光信号被分开均匀的延迟。在一些实施例中，光子振荡器电路具有10-15的频率稳定性。设备400还包括RF生成电路系统410。图5是耦接到RF生成电路系统510的光子振荡器电路505的示例的部分的框图。光子振荡器电路505向RF生成电路系统510提供光信号520。RF生成电路系统510包括光检测器电路(PD)的检测器阵列。光检测器电路530从光子振荡器电路505接收光信号并产生用于基准时钟信号的系列的电时钟信号。光信号之间的延迟由图中的圆圈525表示，并且延迟出现在电时钟信号中。因此，时钟2信号相对于时钟1信号有一个延迟时间，时钟3信号相对于时钟1信号有两个延迟时间，并且时钟M信号相对于时钟1信号有M-1个延迟时间。在一些实施例中，光检测器电路530电耦接到带通滤波器电路535(BPF)以选择基准时钟信号频率。RF生成电路系统510可以包括偏斜调整电路540以去除由于制造而可能发生的信号间延迟中的任何残留偏斜。回到图4，RF生成电路系统410接收来自光子振荡器电路405的光信号并产生具有相同时钟信号频率的基准时钟信号的系列。在一些实施例中，该基准时钟信号的系列的时钟信号频率大于1GHz。该系列中的每个基准时钟信号包括相对于该系列中它的前一时钟信号的均匀延迟。设备400还包括多个ADC电路415，并且RF基准时钟信号被提供给ADC电路。ADC电路415中的每一个包括用于直接接收模拟RF输入信号的信号输入端和用于接收重复的基准时钟信号的系列中的基准时钟信号的时钟输入端。ADC电路415以作为基准时钟信号的频率的采样频率采样相同的模拟RF输入信号。ADC电路可以并联布置，并且每个ADC电路生成通过时钟基准信号之间的均匀相位延迟在时间上分开的相同RF输入信号的样本。使用每个重复的基准时钟信号的系列来重复采样。如果存在M个ADC电路，则ADC电路在每个采样周期产生M个样本。采样产生表示模拟RF信号的交织数字值。图6示出了四个交织ADC(或M＝4)的示例。每个ADC在相对于前一级有延迟T的情况下操作。采样/转换周期每M(T)秒重复。类似于交织A/D转换，光子振荡器可以用于为数模(D/A)转换提供基准时钟电路。图7是提供高速数模转换的设备的示例的框图。设备700包括光子振荡器电路705和RF生成电路系统710。光子振荡器电路705生成通过均匀延迟分开的光信号脉冲，并且RF生成电路系统710接收光信号并产生基准时钟信号的系列，该基准时钟信号的系列全部具有相同的时钟信号频率并且相对于其前一时钟信号分开均匀的延迟。设备700还包括多个数模(DAC)电路735(例如，M个DAC电路，其中M是正整数)。每个DAC电路735包括用于接收对应于RF信号的数字表示的数字值的输入端、用于接收基准时钟信号的系列中的基准时钟信号的时钟输入端、以及用于提供电信号的输出端。DAC电路735可以并联布置，并且基准时钟信号可以以交织的方式操作DAC电路。RF信号的数字表示可以被分解为数字值并且被提供给交织的DAC电路735。在一些实施例中，设备700包括数字分离器电路740，数字分离器电路740将数字输入分解为M个分量以用于DAC电路之间的交织。随着提供给DAC电路的数字值根据分解后的数字输入而改变，DAC电路的输出是时间上连续且幅度上离散的电信号。设备700还包括信号组合器电路745。信号组合器电路745接收来自交织DAC电路的输出端的电信号，并生成在时间和幅度上都连续的RF模拟信号。一些实施例，信号组合器电路745将来自各个DAC电路的输出端的电信号复用为单个电信号，并且可以对组合信号进行滤波以形成RF模拟信号。如果存在M个DAC电路，则DAC电路以M倍于基准时钟信号的频率的速率生成RF模拟信号的片段。因为交织DAC电路的输出每时钟间均匀延迟的T秒改变，因此生成的RF模拟信号的片段具有均匀延迟的持续时间。交织DAC转换增加了整个转换的采样速率，以实现RF模拟信号的复杂波形整形。图8是RF通信设备的部分的框图。设备800包括RF收发器电路850、导电地耦接到RF收发器电路850的一个或多个天线855、以及RF时钟电路860。RF收发器电路850接收RF模拟输入信号并发送RF模拟输出信号。RF时钟电路860包括生成光信号的光子振荡器电路805和接收光信号并产生具有相同时钟信号频率的基准时钟信号的系列的RF生成电路系统810。该系列中的每个基准时钟信号包括相对于该系列中前一时钟信号的均匀延迟。该设备还包括多个ADC电路。ADC电路818包括用于直接接收RF模拟输入信号的信号输入端，以及用于接收重复的基准时钟信号的系列中的基准时钟信号的时钟输入端。ADC电路以均匀延迟在基准时钟信号的频率处对RF模拟输入信号进行采样，以采样表示RF模拟输入信号的交织数字值。在一些实施例中，采样的数字值被提供给接收客户端865。在这些实施例中，接收客户端865可以是在处理器上可执行的进程。在一些实施例中，设备800包括多个DAC电路。DAC电路835包括用于接收与电模拟信号的数字表示对应的数字值的输入端、用于接收重复的基准时钟信号的系列中的基准时钟信号的时钟输入端、以及用于提供时间上连续且幅度上离散的电信号的输出端。设备800可以包括数字分离器电路840，数字分离器电路840将数字输入分解为用于在DAC电路之间交织的分量。数字输入可以从发送客户端870接收。设备800包括电耦接到RF收发器电路850的信号组合器电路845。信号组合器电路845从DAC电路的输出端接收电信号并且生成提供给收发器电路850的RF模拟输出信号。光子振荡器电路805的超稳定频率为具有超低信号抖动的RF通信设备提供了定时时钟。这允许ADC电路进行直接的A/D转换，而无需任何前端信号处理，诸如用于每个ADC电路的采样保持电路，或用于解复用传入的模拟信号并在每个较低时钟速率数据转换器之间分配模拟信号的前端交织级。这显著地简化了高速交织数据转换所需的电路。补充说明以上具体实施方式包括对附图的参考，附图形成具体实施方式的一部分。通过图示的方式，附图示出了可以实践本发明的具体实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。本文档中提及的所有公开、专利和专利文档都通过引用全部并入本文中，如同通过引用被单独地并入一样。如果本文档与通过引用如此并入的那些文档之间存在用法不一致，则并入的(一个或多个)参考文献中的用法应视为对本文档的用法的补充；对于不可调和的不一致性，本文档中的用法占优。在本文档中，如在专利文档中常见的那样，使用了术语“一”或“一个”来包括一个或多个一个，独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其它实例或用法。在本文档中，除非另有说明，否则术语“或”用于指非排他性的或，使得“A或B”包括“A但没有B”、“B但没有A”以及“A和B”。在所附权利要求中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“其中”的纯英语等同物。而且，在以下权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，即，包括除权利要求中在这样的术语之后列出的那些要素之外的要素的系统、设备、物品或过程仍然被认为落入该权利要求的范围。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并不旨在对其对象施加数字要求。本文描述的方法示例可以至少部分地是机器或计算机实现的。一些示例可以包括用指令编码的计算机可读介质或机器可读介质，所述指令可操作以将电子设备配置为执行如以上示例中所述的方法。这些方法的实现可以包括代码，诸如微代码、汇编语言代码、更高级语言代码等。这种代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的部分。此外，代码可以在执行期间或在其它时间有形地存储在一个或多个易失性或非易失性计算机可读介质上。这些计算机可读介质可以包括但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如，紧凑型盘和数字视频盘)、磁带盒、存储卡或存储棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。可以诸如由本领域普通技术人员在查看以上描述时使用其它实施例。提供摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，以允许读者快速确定技术公开的性质。摘要以这样的理解被：它将不被用来解释或限制权利要求的范围或含义。而且，在以上具体实施方式中，各种特征可以被组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意图于未要求保护的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。相反，发明主题可能在于少于特定公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求在此被并入到具体实施方式中，其中每个权利要求以其自身作为单独的实施例。本发明的范围应该参考所附权利要求以及称为这些权利要求的等同物的全部范围一起来确定。当前第1页1 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