圖1. M次交錯的n位ADC陣列每一個ADC的采樣速率為fs/M，得到的時間交錯ADC采樣速率為fs。M = 4的時鐘方案示例在該圖下半部分顯示。
為了更好地理解 IL 原理，圖 1 中一個模擬輸入 VIN (t) 以 M 個 ADC 進行采樣，其結果為組合數(shù)字輸出數(shù)據(jù)序列 DOUT。ADC1 最先采樣 VIN (t0) 并開始將其轉換為n位數(shù)字信號。Ts 秒后，ADC2 將采樣 VIN (t0+Ts) 并開始將其轉換為n位數(shù)字信號。接著，Ts 秒后，ADC3 將采樣 VIN (t0 +2Ts)，以此類推。ADCM 完成 VIN (t0 +(M-1)×Ts) 采樣后，開始下一個采樣周期，并從 ADC1 采樣 VIN (t0 +M×Ts) 開始，依次進行下去。
由于ADC順序輸出n位數(shù)據(jù)且輸出順序與剛才描述的采樣操作順序一致，這些數(shù)字n位字由同一張圖右側的解復用器所采集。這里獲取的是重新組合的數(shù)據(jù)輸出序列 DOUT (t0 + L)，DOUT (t0 +L + Ts)，DOUT (t0 + L + 2Ts)，... 。L 表示每一個單獨ADC的固定轉換時間，而該重新組合的數(shù)據(jù)序列是一個 n 位數(shù)據(jù)序列，采樣速率為 fs。因此，雖然各個ADC（通常稱為“通道”）為 n 位 ADC 且采樣速率為 fs/M，但整體等于采樣速率為 fs的單個 n 位 ADC，而我們將其稱為時間交錯 ADC（與通道相區(qū)別）。輸入本質上是分隔開的，并由陣列中的 ADC 單獨處理，然后在輸出端連續(xù)重組，以便構成輸入 VIN 的高數(shù)據(jù)速率表示 DOUT。
這種強大的技術在實際使用時存在一些難題。一個重要的問題是來自通道的M數(shù)據(jù)流經過數(shù)字組裝后重構原始輸入信號 VIN。如果我們看一下頻譜 DOUT；除了看到 VIN 的數(shù)字信號以及模數(shù)轉換引入的失真，我們還將看到額外的和大量的雜散成分，稱為“交錯雜散”（或簡稱為 IL 雜散）；IL 雜散既沒有多項式類型失真的簽名——比如較高次信號諧波（2次，3次，等等）——也沒有量化或 DNL 誤差簽名。IL 偽像可視為時域固定碼噪聲的一種形式，由通道中的模擬損害引起，因為在交錯過程中采用分隔轉換信號進行調制并出現(xiàn)在最終的數(shù)字化輸出 DOUT。
讓我們分析一個簡單的示例，了解可能會發(fā)生什么情況。考慮頻率 fIN 下正弦輸入 VIN 的雙路交錯 ADC 情況。假定 ADC1 具有增益 G1，ADC2 具有差分增益 G2。在這種雙路 IL ADC中，ADC1 和 ADC2 將交替采樣 VIN。因此，如果 ADC1 轉換偶數(shù)樣本，而 ADC2 轉換奇數(shù)樣本，則所有 DOUT 偶數(shù)數(shù)據(jù)的幅度都將由 G1設置，而所有 DOUT 奇數(shù)數(shù)據(jù)的幅度都將由G2設置。然后，DOUT 不僅包含 VIN，還包括一些多項式失真，但它受到 G1 和G2 的交替放大，就好像我們采用頻率為 fs/2 的方波對 VIN 進行幅度調制。這樣做會引入更多雜散成分。特別地，DOUT 在 fs/2 – fIN 頻率處會包含“增益雜散”；并且不幸的是，該雜散的頻率會跟蹤輸入fIN，且位于交錯 ADC 的第一奈奎斯特頻段內（即在 fs/2 內），而在所有其它奈奎斯特頻段內也會存在混疊。該交錯雜散的功率/幅度取決于兩個增益 G1和G2 之間的凈差。換言之，它取決于增益誤差失配。而最終，它取決于輸入 VIN 自身的幅度。
如果輸入并非簡單正弦波，而是真實應用中的全頻帶限幅信號，那么“增益雜散”就不只是干擾音了，而是頻帶限幅輸入信號自身的完整調節(jié)鏡像，出現(xiàn)在奈奎斯特頻段內。這在一定程度上抵消了交錯帶來的帶寬增加的優(yōu)勢。
雖然上例中我們僅考慮了通道間的增益誤差失配，其它損害也會引起交錯雜散。失調失配（通道失調之間的差）引起固定頻率的信號音（“失調雜散”），功率與失調失配成正比。當某些通道比預定順序更早或更晚采樣某位時，便發(fā)生采樣時間偏斜。它會引入“時間雜散”，其頻率與增益雜散全一致（并疊加同樣的幅度），但功率會隨著 fIN 的增加以及輸入幅度的增加而不斷加強。各通道之間的帶寬失配會引入更多的雜散成分，頻率取決于 fIN，并且正如時間雜散，雜散功率不僅隨著輸入幅度，而且還會隨著fIN自身而逐步增加。再次強調，無論何種情況，輸出頻譜下降的程度并不取決于通道損害的絕對值（失調、增益、時序、頻段），而是取決于通道之間的相對失配或通道之差。
雖然時間交錯的基本技術存在已有幾十年，但IL可在何種程度上保持最小化則將其過去的適用性限制于低分辨率轉換器。然而，最近在通道失配校準方面以及抑制殘留IL雜散成分方面的進步已經可以實現(xiàn)全集成、極高速、12/14/16 位 IL ADC。這種情況下，我們需要對交錯進行分類。我們一般將兩個交錯通道稱為“乒乓”工作。然后，當我們描述較少通道數(shù)的情況（比如 3 通道至4通道），以及大量通道的情況時（比如超過 4 個通道，通常達到 8 個或更多），我們還區(qū)分了“輕度交錯”和“重度交錯”。
乒乓（雙路）交錯
