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随着数字信号处理技术的发展，ADC系统的采样速率成为各种电子系统的瓶颈。本文在吸收了最新研究成果的基础之上，对基于混合滤波器组的ADC系统理论和设计方法进行了系统、深入的研究，提出了一些新的思路和设计方法，得到了一些新的研究结论。这些研究工作充实和丰富了基于混合滤波器组的ADC系统的理论体系，对高速、高分辨力ADC的发展具有积极的意义。本文的主要工作如下：
分析了基于混合滤波器组的ADC系统工作原理，推导出了混合滤波器组频率响应、完全重构条件、无损条件和失真/混叠函数。提出了混合滤波器组的几种等效形式，为分析ADC系统的无损性提供理论依据。从理论上证明了时间并行交替式ADC系统是基于混合滤波器组ADC系统的特例这一重要结论。
传统混合滤波器组的设计方法(基于标准滤波器的混合滤波器组和基于z-s变换的混合滤波器组)都存在着不同程度的不足，主要表现在失真误差和混叠误差不能同时满足高分辨率的ADC的要求。在分析传统混合滤波器组无损性和误差产生的原因基础之上，提出了基于功率互补对的混合滤波器组的设计方法，突破了传统混合滤波器组中低通、带通和高通形式模拟分解滤波器的局限性。基于功率互补对的混合滤波器组满足无损条件，克服了传统混合滤波器组在低频区域混叠误差较大的缺点。
目前所有的关于混合滤波器组的研究都是基于两通道的，本论文提出了一种树形结构的混合滤波器组，用于实现多通道基于混合滤波器组的ADC系统。推导出树形结构混合滤波器组的完全重构条件，分析了树形结构混合滤波器组的无损性和功率互补条件，提出了树形结构混合滤波器组的设计方法，并分析了树形结构的混合滤波器组与小波包之间的关系。仿真结果验证了树形结构的混合滤波器组满足高分辨力的ADC系统的要求。
模拟分解滤波器是基于混合滤波器组的ADC系统设计的关键部分。这里设计了平面螺旋电感和薄膜电容，组成模拟分解滤波器的无源RLC网络，并根据平面螺旋电感和薄膜电容的误差模型给出了模拟分解滤波器的频率响应。为了避免两路滤波器参数不匹配所产生的影响和减小硬件复杂度，提出了单路滤波的混合滤波器组简化方案。提出了一种数字补偿方法，减小电感和电容元件寄生参量的影响。以理论分析为基础，设计了两通道基于混合滤波器组的ADC系统。