在瞬態光學成像、大科學實驗、爆破流場觀測等前沿場景中，普通數字相機受幀緩存、串行數據協議限製，難以捕捉納秒級轉瞬即逝的畫面。模擬輸出型超高速成像傳感器可以記錄極短時間內的亮度變化，但必須依靠高性能高速ADC完成模擬像素信號數字化。奇歷士（Q公司）自研高速ADC芯片矩陣，憑借低功耗、寬帶寬、多通道同步能力，為高速視頻采集提供國產一體化信號鏈解決方案，重構傳統高速成像系統設計思路。
一、奇歷士公司簡介
奇歷士專註於寬帶信號采集領域高速模數轉換器（ADC）芯片研發，聚焦高端測試測量、光通信、大科學裝置等硬核賽道。公司打造芯片+板卡+固件軟件+NRE定製設計服務一體化能力，不只是單一芯片供應商，而是面向客戶提供完整信號采集系統方案。團隊兼具IC設計、射頻前端、整機系統驗證復合背景，補齊國內GSPS級高速ADC標準化產品短板，對標海外ADI、TI主流高速ADC，為高端儀器國產化提供核心芯片底座。
二、核心標桿產品：12位10.4GSPS高速ADC
奇歷士推出12位精度、10.4GSPS高速ADC芯片，可對標替代海外主流型號ADC12DJ5200、AD9213。在保持同等關鍵性能指標前提下，芯片功耗相比ADC12DJ5200、AD9213降低30%以上。
該芯片具備高帶寬、低噪聲、多芯片同步特性，支持JESD204C高速串行接口，可實現多通道亞皮秒級時序對齊，非常適合多路並行高速視頻信號采集，在降低整機散熱壓力、提升設備長時間穩定工作能力方面具備顯著優勢，是高速視頻采集、寬帶數據采集卡的優選國產替換芯片。
三、完整ADC產品矩陣，覆蓋多場景信號采集需求
奇歷士構建覆蓋低速、中速、超高速的全系列ADC產品矩陣，適配多元化行業需求：
1. CAE2X00系列：采樣率1G~10GSPS，12位精度，6GBW模擬帶寬。應用方向包含數據采集卡、局放監測、工業自動化、衛星通信、量子計算、毫米波雷達、相控陣雷達、電子對抗。
2. CAE2X00S：20GSPS，12位精度，6GBW帶寬，面向高端RTO示波器等超高帶寬測試儀器。
3. 3X系列：12~16位精度，采樣率10M~600MSPS。主打中高精度采集，應用於消費電子、工業控製、汽車電子、航空航天。
4. 4X系列：采樣率10G~80GSPS，12位精度，80GBW帶寬。面向光通信、數據中心、雲計算、高端測量儀器、國家大科學項目、人工智能信號采集場景。
除芯片產品外，奇歷士同步布局系統級產品：包含采集板卡業務、硬件設計服務、FPGA固件軟件、基於人工智能的測量設備分析軟件，實現從芯片到整機算法的全棧交付。
四、高速視頻采集底層原理
常規手機、監控相機，傳感器內置片上ADC，直接輸出MIPI等數字圖像信號，適合連續穩態畫面拍攝。
而超高速瞬態視頻采集場景不同：高速光電成像傳感器（模擬輸出型CCD/光電陣列）在捕捉爆炸、激光沖擊、等離子演化等單次不可復現事件時，輸出連續變化的模擬電壓信號，電壓幅值對應像素感光亮度。
根據奈奎斯特采樣定理，要還原納秒級亮度跳變，ADC采樣頻率需要達到信號帶寬2倍以上，工程上常采用3~5倍過采樣保證波形保真。高速ADC在系統中承擔兩大核心任務：
1. 采樣量化：把傳感器輸出連續模擬像素電壓，轉換成計算機、FPGA可識別的0/1數字碼；12位ADC可將亮度劃分為4096級灰度，保證圖像明暗動態範圍。
2. 時序同步：多相機並行采集時，多路ADC嚴格同步采樣，消除像素時序偏移，避免圖像錯位、畸變。
只有GSPS級高速ADC，才能跟上模擬傳感器輸出的GHz帶寬像素信號，定格轉瞬即逝的瞬態畫面。
五、高速ADC芯片在高速視頻采集的應用
高速視頻采集系統由光學成像傳感器、模擬前端、高速ADC、FPGA存儲與圖像處理單元構成，高速ADC是整套系統的數字化核心。
在大科學瞬態成像、彈道觀測、激光打靶、等離子體診斷場景：成像器件輸出模擬視頻波形，經由前端信號調理送入奇歷士高速ADC，並行完成多路像素信號數字化，實時傳輸至FPGA緩存。
和傳統方案對比：
✅ 支持單次觸發捕獲，不需要預先緩存幀圖像，適合不可重復的瞬態事件；
✅ 多通道同步采樣，多路相機圖像像素時序對齊；
✅ 低功耗特性，降低高密度采集板卡散熱設計難度；
✅ 搭配自研信號鏈配套器件，減少外部器件帶來的信號損耗與噪聲。
這套方案突破傳統數字相機幀周期限製，不再受限於固定幀率，能夠完整記錄納秒尺度下目標物體的亮度變化過程。
六、奇歷士高速ADC重構高速視頻采集方案
傳統高速瞬態視頻采集方案長期依賴海外高速ADC芯片，采購周期長、供貨風險高，同時海外芯片功耗偏高，多路並行采集下散熱設計難度大，定製化技術支持不足。
奇歷士以國產高速ADC芯片矩陣為核心，搭配自研TIA、Line Driver信號鏈器件，疊加板卡、固件、AI測量軟件一體化服務，重構高速視頻采集系統方案：
1. 芯片國產化替代：10.4GSPS標桿芯片對標ADC12DJ5200、AD9213，同等性能功耗下降30%，降低整機熱設計壓力；2X00S、4X系列更高采樣率型號，滿足更高帶寬超高速成像需求。
2. 全棧配套能力：不單銷售芯片，可提供參考板卡、FPGA時序固件、多通道同步校準軟件，大幅縮短客戶成像設備研發周期。
3. 多場景靈活適配：從工業高速成像、大科學瞬態光學實驗到高端儀器設備，可根據帶寬、通道數量、采樣率需求，靈活選用2X/3X/4X系列芯片組合。
4. AI賦能後處理：配套自研AI測量分析軟件，對采集完成的高速視頻波形做智能解析、特征提取，減少人工數據分析工作量。
結語
隨著國內大科學裝置、高端測試儀器產業快速發展，超高速瞬態視頻采集需求持續增長。奇歷士高速ADC系列產品，以低功耗、高帶寬、可同步的芯片優勢與系統級交付能力，打破海外器件壟斷，為高速視頻采集設備廠商提供可靠的國產核心方案，助力國產高端成像、測試測量裝備產業升級。