[发明专利]一种四通道TIADC线性失配和非线性失配的联合校正方法

说明书

本发明提供了一种针对四通道时间交织模数转换器（4‑TIADC）线性失配和非线性失配联合校正的方法，该方法通过4‑TIADC对理想输入信号轻微地过采样，并分别采用适当阶的频响多项式和泰勒级数表征系统的线性失配特性和非线性失配特性，利用4‑TIADC系统输出过采样带上的失配信息，设计基于归一化最小均方误差（NLMS）算法对线性失配误差和非线性失配误差并行地进行实时边估计边补偿，从而获得联合校正输出。该方法把4‑TIADC系统的线性和非线性误差都纳入考虑范围并采用并行联合校正的技术，从而得到比对任意单一误差进行补偿更好的校正效果。该方法对TIADC系统的失配误差考虑更全面，并且简单易行，补偿效果好。

技术领域

本发明涉及信号采样与处理技术领域，更具体地，涉及一种四通道TIADC线性失配和非线性失配的联合校正方法。

背景技术

随着集成电路技术的不断发展，数字化技术的推广，对模数转换器件ADC的采样速率以及采样精度的要求越来越高，不仅要求数据采集系统有高的采样率，还要有高的采样精度。在实际的运用中，对实时采样速率以及采样精度有极高的依赖性。然而ADC的最大采样速率受限于它的分辨率，分辨率与采样速率之间是一对矛盾体，高采样速率要求较短的转换时间，而高分辨率则要求较长的转换时间。根据目前的IC设计工艺，要实现更高速的采样速率，需要开发一种基于新结构和新方法的ADC模块。现有技术所提供的能够实现超高速采样的系统就是利用时间交织(Time-interleaved)结构的ADC系统(TIADC)。

这种结构的ADC系统利用M片有着相同采样率f_s的单个ADC模块，采用并行的结构，每片ADC模块以相隔1/(M*f_s)的时间间隔进行采样，以达到采样率为M*f_s(总采样率f＝M*f_s)的效果。理论上，这种M通道并行交替采样的ADC系统能够使得整个系统的采样率达到单个ADC模块的M倍。但是由于制造工艺本身固有的缺点，不可能使得每一片ADC模块完全一模一样，所以必然会使得各个通道的ADC模块之间存在失配误差，且每片ADC自身带有微分和积分非线性特性，从而严重降低了整个ADC系统的信噪比。

目前，大多数方法主要针对线性失配，例如增益误差，时间误差等进行估计和校正，部分方法针对模数转换器(ADC)自身的积分和微分非线性造成的失配进行估计和校正。然而，为了提高TIADC的整体性能，不论是线性失配和非线性失配，都应该纳入考虑范围并得到估计和校正。此前也有针对双通道TIADC的线性失配和非线性失配联合校正的方法，为了提高系统的采样速率以适应更广泛的应用场景，将二通道扩展到四通道甚至更多的采样通道是具有探讨研究价值以及行之有效的方法。当然，采样通道数的扩展必然伴随着更加复杂的混叠误差需要分析，以及设计相应的校正算法进行补偿。

发明内容

本发明为解决以上现有TIADC技术只单独对线性失配误差或非线性失配误差进行估计和补偿所导致的校正效果不佳的技术缺陷，提供了一种四通道TIADC线性失配和非线性失配的联合校正方法。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

一种四通道TIADC线性失配和非线性失配的联合校正方法，包括以下步骤：

S1.设置输入信号x(t)满足奈奎斯特采样定理，并采用轻微过采样获取4-TIADCs系统的输出y[n]；

S2.确定通道频率响应函数的阶数P，利用P阶多项式表征4-TIADCs系统的线性频响失配：系统各通道的离散频率响应函数时域表达式为0≤m≤3，其中α_m,p为第m通道的p阶多项式系数，d_p[n]为p级离散微分器；

S3.令期望线性误差可以表示为其中x_p[n]＝d_p[n]*x[n]；x[n]为4-TIADCs系统的输入；