時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明針對通道間的采樣時間校正困難的問題，提供時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，首先，時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器對正弦信號進(jìn)行正常轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生各通道數(shù)字輸出；其次，利用各通道數(shù)字輸出進(jìn)行泰勒展開式運(yùn)算，計(jì)算出理想的數(shù)字輸出值；然后，通過做差運(yùn)算，對相鄰?fù)ǖ篱g理想的數(shù)字輸出值做差，求得差值；最后，利用差值計(jì)算得到各通道的采樣時間失配量的準(zhǔn)確值，實(shí)現(xiàn)采樣時間失配的校正。通過使用TIADC相鄰?fù)ǖ赖臄?shù)字輸出以及相應(yīng)的微分輸出來近似理想數(shù)字輸出，求得理想數(shù)字輸出間的差量，再求得各通道的采樣時間失配量的準(zhǔn)確值，實(shí)現(xiàn)采樣時間失配的校正。適用于時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣時間失配的校正。
【專利說明】時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子技術(shù)中的時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器，特別涉及時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣時間失配的校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Time-1nterleaved ADC,以下簡稱TIADC)是一種將多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器并聯(lián)起來，利用交錯時鐘使其輪流工作的模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。一個M通道時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)，如圖1所示，通過將M個工作頻率為fs的子模數(shù)轉(zhuǎn)換器并聯(lián)起來，整個模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的工作頻率增大為Mfs。
[0003]理論上，通道數(shù)越多，時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作速度越快。但是，通道間的各種失配會嚴(yán)重影響整個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的動態(tài)性能，尤其是通道間的采樣時間失配難以檢測，因而校正困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，提供時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，以解決通道間的采樣時間失配難以檢測，校正困難的問題，從而保證多通道時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能。
[0005]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1、時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器對正弦信號進(jìn)行正常轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生各通道數(shù)字輸出；
[0007]步驟2、 利用各通道數(shù)字輸出，根據(jù)泰勒展開式計(jì)算出理想的數(shù)字輸出值；
[0008]步驟3、通過做差運(yùn)算，對相鄰?fù)ǖ篱g理想的數(shù)字輸出值做差，求得差值；
[0009]步驟4、利用差值計(jì)算得到各通道的采樣時間失配量的準(zhǔn)確值，實(shí)現(xiàn)采樣時間失配的校正。
[0010]具體的，所述步驟I中，時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道對正弦信號進(jìn)行正常轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生各通道數(shù)字輸出，計(jì)為Y:
[0011]Y=Ly1Lk], y2 [k],..., yM[k]]；
[0012]其中，yi[k] (i=l、2、…、M)，(k=l，2，...，P)為實(shí)際數(shù)字輸出，P為單通道采樣點(diǎn)數(shù)，M為時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換通道數(shù)。
[0013]具體的，所述步驟2中，利用各通道數(shù)字輸出，根據(jù)泰勒展開式計(jì)算出理想的數(shù)字輸出值，包括以下步驟:
[0014]步驟201、各通道數(shù)字輸出Y經(jīng)微分濾波器產(chǎn)生相應(yīng)的微分輸出，微分輸出計(jì)為Y，；
[0015]步驟202、設(shè)定采樣時間失配量的估計(jì)值，采樣時間失配量的估計(jì)值計(jì)為Aii;
[0016]步驟203、利用各通道數(shù)字輸出Y、相應(yīng)的微分輸出Y’及設(shè)定的采樣時間失配量的估計(jì)值根據(jù)泰勒展開式計(jì)算出理想的數(shù)字輸出值，理想的數(shù)字輸出值計(jì)為yi°[k]。
[0017]具體的，所述步驟201中，數(shù)字輸出Y經(jīng)微分濾波器產(chǎn)生相應(yīng)的微分輸出Y’為:
[0018]Y，=[y，Jk], y，2[k],…，y，M[k]]；
[0019]其中，y/ [k]為實(shí)際數(shù)字輸出的導(dǎo)數(shù)；
[0020]所述步驟203中，利用各通道數(shù)字輸出Y及其相應(yīng)的微分輸出Y’及設(shè)定的采樣時間失配量的估計(jì)值A(chǔ)ii，根據(jù)泰勒展開式計(jì)算出理想的數(shù)字輸出值，理想的數(shù)字輸出值計(jì)為yi°[k]，計(jì)算公式為:
[0021]yi')[l<]^yi[k]-AVyi[k];
[0022]其中，Aii為采樣時間失配量估計(jì)值，初始時為零。
[0023]具體的，所述步驟3中，通過做差運(yùn)算，對相鄰?fù)ǖ篱g理想的數(shù)字輸出值做差，求得差值的計(jì)算公式如下所述，所述差值計(jì)SEi [k]:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器對正弦信號進(jìn)行正常轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生各通道數(shù)字輸出； 步驟2、利用各通道數(shù)字輸出，根據(jù)泰勒展開式計(jì)算出理想的數(shù)字輸出值； 步驟3、通過做差運(yùn)算，對相鄰?fù)ǖ篱g理想的數(shù)字輸出值做差，求得差值； 步驟4、利用差值計(jì)算得到各通道的采樣時間失配量的準(zhǔn)確值，實(shí)現(xiàn)采樣時間失配的校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，其特征在于，所述步驟I中，時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道對正弦信號進(jìn)行正常轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生各通道數(shù)字輸出，計(jì)為Y:
Y=[yi[k], y2[k],..., yM[k]]； 其中，Yi[k] (i=l、2、…、M)，(k=l，2，...，P)為實(shí)際數(shù)字輸出，P為單通道采樣點(diǎn)數(shù)，M為時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換通道數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，其特征在于，所述步驟2中，利用各通道數(shù)字輸出，根據(jù)泰勒展開式計(jì)算出理想的數(shù)字輸出值，包括以下步驟: 步驟201、各通道數(shù)字輸出Y經(jīng)微分濾波器產(chǎn)生相應(yīng)的微分輸出，微分輸出計(jì)為Y’ ；步驟202、設(shè)定采樣時間失配量的估計(jì)值，采樣時間失配量的估計(jì)值計(jì)為M步驟203、利用各通道數(shù)字輸出Y、相應(yīng)的微分輸出Y’及設(shè)定的采樣時間失配量的估計(jì)值A(chǔ)ii，根據(jù)泰勒展開式計(jì)算出理想的數(shù)字輸出值，理想的數(shù)字輸出值計(jì)為yi°[k]。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，其特征在于，所述步驟201中，數(shù)字輸出Y經(jīng)微分濾波器產(chǎn)生相應(yīng)的微分輸出Y’為: 其中，Yi' [k]為實(shí)際數(shù)字輸出的導(dǎo)數(shù)； 所述步驟203中，利用各通道數(shù)字輸出Y及其相應(yīng)的微分輸出Y’及設(shè)定的采樣時間失配量的估計(jì)值A(chǔ)t根據(jù)泰勒展開式計(jì)算出理想的數(shù)字輸出值，理想的數(shù)字輸出值計(jì)為yi°[k]，計(jì)算公式為: Yi0M = JiM-At1-yjk]； 其中Δ?力采樣時間失配量估計(jì)值，初始時為零。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，其特征在于，所述步驟3中，通過做差運(yùn)算，對相鄰?fù)ǖ篱g理想的數(shù)字輸出值做差，求得差值的計(jì)算公式如下所述，所述差值計(jì)SEi [k]:
BP:E1[k] = (y,.,Lk]-Ai , y'1+I[k])-(y1[k]-At1-y'1[k]).
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，其特征在于，所述步驟4中，利用差值計(jì)算得到各通道的采樣時間失配量的準(zhǔn)確值，實(shí)現(xiàn)采樣時間失配的校正，包括以下步驟: 步驟401、對差值Ei [k]的絕對值求平均值得到絕對值平均值A(chǔ)i,并對所有的絕對值平均值A(chǔ)i求和并取平均值得到平均值X ; 步驟402、將所有的絕對值平均值A(chǔ)i與平均值K做差，得到相對誤差Bi,用以表征各通道采樣時間失配； 步驟403、將相對誤差Bi對λ進(jìn)行歸一化，進(jìn)而得到各通道的采樣時間失配量并對采樣失配的估計(jì)值A(chǔ)ii進(jìn)行更新； 步驟404、根據(jù)采樣時間失配量Mi運(yùn)算得到采樣時間失配量的準(zhǔn)確值，采樣時間失配量的準(zhǔn)確值計(jì)為Λ ti;實(shí)現(xiàn)采樣時間失配的校正。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，其特征在于，所述步驟401中，對差值Ei[k]的絕對值求平均值得到絕對值平均值A(chǔ)i，并對所有的絕對值平均值A(chǔ)i求和取平均值得到平均值X的計(jì)算公式為:
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，其特征在于，所述步驟403中，將相對誤差Bi對平均值X進(jìn)行歸一化，進(jìn)而得到各通道的采樣時間失配量估計(jì)值Mi的計(jì)算公式為:
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，其特征在于，所述步驟404中，根據(jù)At運(yùn)算得到采樣時間失配量的準(zhǔn)確值A(chǔ)ti，實(shí)現(xiàn)采樣時間失配的校正的方法為，將Ai1帶入公式:
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間采樣時間失配的校正方法，其特征在于，所述時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道總數(shù)不少于兩組。
【文檔編號】H03M1/10GK103746695SQ201310739587
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】寧寧, 李靖, 劉皓, 唐瑞, 楊暢, 曹英帥, 吳霜毅, 劉洋, 于奇 申請人:電子科技大學(xué)