原标题：利用采样保持放大器和RF ADC从根本上扩展带宽以突破X波段频率

利用采样保持放大器（THA）和射频模数转换器（RF ADC）可以从根本上扩展带宽，以突破X波段频率。以下是对这一过程的详细分析：

一、背景与需求

随着GSPS（每秒千兆次采样）或RF ADC的出现，奈奎斯特域在短短几年内增长了10倍，达到多GHz范围。然而，为了达到X波段（12GHz频率）的应用需求，仍然需要更多的带宽。在许多应用中，特别是在国防与仪器仪表行业（以及无线基础设施），对高频率的原始模拟带宽（BW）的需求远远超出了RF转换器所能实现的水平。

二、采样保持放大器（THA）的作用

1. 扩展带宽：THA可以从根本上扩展带宽，使其远远超出ADC的采样带宽，满足苛刻高带宽应用的需求。通过THA，可以实现超过10GHz的带宽。

2. 改善高频线性度：THA能够显著改善高频线性度，与单独的RF ADC相比，THA-ADC组件的高频信噪比（SNR）得到提高。

3. 优化前端采样：THA允许在某一精确时刻对频率非常高的模拟/RF输入信号进行采样。这通过一个低抖动采样器实现，并在更宽带宽范围内降低了ADC的动态线性度要求。

三、RF ADC的角色

RF ADC负责将模拟信号转换为数字信号，是高速信号处理系统中的关键组件。随着高速ADC技术的进步，人们对GHz区域内高速精确地分辨超高中频（IF）的需求也在提高。RF ADC的性能和带宽限制是设计高带宽系统时需要考虑的关键因素。

四、THA与RF ADC的结合

1. 前端设计优化：在ADC前面使用单独的THA来拓展模拟带宽成为了一个理想的解决方案。这可以确保ADC对THA输出波形的稳定保持模式部分进行采样，从而准确表示输入信号。

2. 延迟映射：开发采样保持器和ADC信号链的一个关键挑战是在THA捕获采样事件的时刻与应将其移到ADC上以对该事件重新采样的时刻之间设置适当的时序延迟。这通常通过可变延迟线来实现，以确保两个采样系统之间的时序对准。

3. 性能提升：通过结合THA和RF ADC，可以实现模拟输入带宽的扩展、高频线性度的改善以及高频SNR的提高。这些性能提升对于雷达、仪器仪表和通信应用等需要高带宽和高精度信号处理的领域至关重要。

五、具体应用与实例

ADI的THA系列产品（如HMC661和HMC1061）可以在18GHz带宽范围内提供精密信号采样，在DC至超过10GHz的输入频率范围内具有9到10位线性度、1.05mV噪声和<70fs的随机孔径抖动性能。这些器件已被广泛应用于扩展高速模数转换和信号采集系统的带宽和/或高频线性度。

综上所述，利用采样保持放大器和RF ADC可以从根本上扩展带宽以突破X波段频率。这种方案结合了THA的带宽扩展能力和RF ADC的高速采样性能，为需要高带宽和高精度信号处理的领域提供了有效的解决方案。