[发明专利]双通道时间交错型模数转换器中的误差估计与校正

说明书

背景技术

最近，时间交错型模数转换器(TIADC)在需要非常高的采样率(即单个ADC 无法提供的采样率)的诸多应用中吸引了人们的注意力。在TIADC系统中，通过 将并行工作的较慢的ADC组合起来，获得快速的ADC。理想情况下，较慢的ADC 应该各自具有相同的偏置、相同的增益和相同的均匀采样时刻。然而，在实际中， 因制造误差、组件失配、温度变化、机械应力、环境扰动等因素，该要求是很难实 现的。所引起的误差使TIADC系统的性能显著下降，由此，要改善性能则必须对 这些误差进行估计和校正。

发明内容

本发明是一种双通道TIADC，其中，对偏置、增益和相位误差进行估计和校 正。对于偏置估计和校正而言，已开发出一种误差表达式，其中已显示出这两个 ADC的平均偏置值产生了直流音调，而这两个ADC之间的偏置差异产生了尼奎斯特 频率的音调。这种算法首先被用于使尼奎斯特音调最小化，尼奎斯特音调取决于这 两个ADC之间的偏置差异。这是通过使一个ADC上的偏置等于另一个ACD上的偏置 而实现的。然而，通过使用公知的直流偏置校正技术，可以以一种直接的方式消除 直流音调。

对于增益误差估计和校正而言，已开发出一种表达式，其中已显示出这两个 ADC之间的增益差异产生了在尼奎斯特频率附近反射的图像音调。另外，输入信号 自身是通过这两个ADC的增益的平均值来调整的。我们开发了一种算法，它能使这 两个ADC之间的增益值的差异最小化。通过使用单独的自动增益控制(AGC)环 路，可以校正因这两个ADC上的增益值的平均值而对输入信号所作的调整。

已开发出一种用于相位误差的表达式，其中已显示出相位误差产生了在尼奎 斯特频率附近反射的图像音调。该图像音调与因增益误差而导致的音调相比有π/2 的相位差别。还显示出该音调的振幅与相位误差的量相当。这两个ADC的输出之间 的关联表示了它们之间的延迟，结果，开发出一种适应性算法，它使两对相邻的时 间样本之间的自动关联方面的差异最小化。

为校正每一个误差而开发的适应性算法将每一个误差看作与该双通道TIADC 中的其它误差无关。本发明的实施方式包括基于各个误差的符号的适应性算法，其 中，到双通道TIADC的输入信号自身是训练信号，偏置、增益和相位误差的估计 与校正都是在后台实现的。换句话说，通过使用遮蔽的适应性技术，可以执行调适。 整个调适是一种混合信号处理，其中，各种误差的估计是在数字域中实现的，而校 正则是在模拟域中实现的。在各实施方式中，通过查询表格(LUT)将数字域中的 估计信息转换成模拟域中合适的校正。在偏置调适环路中，例如，到LUT的某一地 址是基于偏置误差而计算的，并且该地址在LUT中所对应的值被用于驱动该双通道 TIADC中的数模转换器(DAC)和/或其它合适的模拟电路以实现校正。或者，LUT 的地址可以被用于驱动DAC和/或模拟电路。对于增益和相位误差，也实现了相似 的混合域操作。

附图说明

如附图所示，根据下文对本发明的示例实施方式的特定描述，上述内容将变 得很明显，在附图中相同的标号指代相同的部分。附图并非必然按比例绘制，而是 要突出本发明的各实施方式。

图1是双通道时间交错型模数转换器(TIADC)的框图。

图2是双通道TIADC中的偏置校正单元的框图。

图3是双通道TIADC中的增益校正单元的框图。

图4是双通道TIADC中的相位校正单元的框图。

图5是偏置、增益和相位校正单元连接到电荷域管线模数转换器(ADC)的 一级的框图。

图6是具有偏置误差的信号的频谱图。

图7是图6的信号经偏置误差校正过的频谱图。

图8是e_offset与OLUT ₂地址的变化图。

图9是地址与迭代k的变化图。

图10是具有增益误差的信号的频谱图。

图11是图10的信号经增益误差校正过的频谱图。

图12是e_gain与GLUT₂位置的变化图。

图13是的地址与迭代k的变化图。

图14是具有相位误差的信号的频谱图。

图15是图14的信号在相位误差校正之后的频谱图。