[发明专利]一种双采样伪劈分结构快速数字校准算法

权利要求书

1.一种双采样伪劈分结构快速数字校准算法，是应用于由采样保持电路和由N级电路串联而成的流水级电路以及数字冗余电路组成的流水线ADC中，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、所述采样保持电路接收外部的输入信号V_in[n]，并分别在t＝2n的偶时刻和t＝2n+1的奇时刻进行采样，获得偶时刻输出电压V_ish[2n]和奇时刻输出电压V_ish[2n+1]后传输至所述流水级电路；

步骤2、以所述流水级电路的第1级电路为被校准级电路，分别利用式(1)和式(2)对所述偶时刻输出电压V_ish[2n]和奇时刻输出电压V_ish[2n+1]进行转换，获得偶时刻数字输出信号D_OUT[2n]和奇时刻数字输出信号D_OUT[2n+1]：

DOUT[2n]=[1+(G^1-G1)]Vish[2n]+(G^1-G1)Qs1[2n]+QADC[2n]---(1)]]>

DOUT[2n+1]=[1+(G^1-G1)]Vosh[2n+1]+(G^1-G1)Qs1[2n+1]+(G^1-G1)γPN[n]+QADC[2n+1]---(2)]]>

式(1)和式(2)中，P_N为伪随机信号，Q_s1是流水级电路的第1级电路的量化噪声，G₁为第1级电路的级间增益，为第1级电路的估计级间增益，Q_ADC是除第1级电路以外的N-1级电路的量化噪声；γ为所述注入随机信号P_N的摆幅，其值为第1级流水级的失调误差的一半；

步骤3、利用式(3)获得所述偶时刻数字输出信号D_OUT[2n]和奇时刻数字输出信号D_OUT[2n+1]之间的差值D_e[n]：

De[n]=[1+(G^1-G1)](Vsh[2n+1]-Vsh[2n])+(G^1-G1)·(Qs1[2n+1]-Qs1[2n])+(G^1-G1)γPN[n]+QADC[2n]-QADC[2n+1]---(3)]]>

步骤4、将所述差值D_e[n]与随机信号P_N利用式(4)进行相关运算获得第1级电路的级间增益误差Δ[n]：

Δ[n]=PN⊗De[n]=Vn[n]⊗PN+γ(G^1-G1)---(4)]]>

并有：

Vn[n]=[1+(G^1-G1)]Vin+(G^1-G1)Qn,s1+Qn,ADC---(5)]]>

式(4)中，中间值V_n[n]与随机信号P_N不相关，则逐渐逼近于零，级间增益误差Δ[n]与成正比；

步骤5、利用式(6)所示的LMS算法对所述级间增益误差Δ[n]进行迭代，使得所述第1级电路的估计级间增益逐步逼近于所述第1级电路的级间增益G1：

G^1[n+1]=G^1[n]-μ·Δ[n]---(6)]]>

式(6)中，μ为迭代步长；

步骤6、所述LMS迭代输出稳定，获得所述第1级电路的估计级间增益近似等于所述第1级电路的级间增益G1，从而使得第一级级间增益误差消除；

步骤7、利用式(7)获得流水线ADC的转换输出值D_OUT：

DOUT[n]=DOUT[2n]+DOUT[2n+1]2---(7)]]>

以所述转换输出值D_OUT实现流水线ADC第1级增益误差校准。