[发明专利]基于FPGA的时间交织模数转换器的校正方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的时间交织模数转换器的校正方法及系统，该方法包括获取偏置误差估计值、增益误差估计值、时间误差估计值；根据时间误差估计值，利用上位机计算时间误差插值滤波参数和时间误差相位调整参数；获取时间交织模数转换器中各个通道的定点采样数据；利用单精度浮点运算对上述数据进行处理得到各个通道的浮点偏置误差估计值、浮点增益误差估计值、浮点时间误差插值滤波参数、浮点时间误差相位调整参数、浮点采样数据；在FPGA内部采用盲均衡误差校正算法对上述浮点数据进行处理确定误差校正后的数据。本方法通过软硬件结合的方式，由上位机估计误差参数，由FPGA实现盲均衡校正算法，校正精度高，可有效抑制雷达宽带杂散。

技术领域

本发明涉及模数转换器校正技术领域，特别涉及一种基于FPGA的时间交织模数转换器的校正方法及系统。

背景技术

ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)在通信、计算机、仪器仪表等领域有着广泛的应用，例如现代军事战争中，雷达信号频率常高达几百兆甚至几十吉赫兹，带宽也达到几百兆赫兹，为截获并准确分析雷达信号，这就要求ADC的采样速率至少高达几百Msps。但是同时要求提高单片ADC的采样率与分辨率十分困难。采用时间交织的采样结构，利用M片ADC实现并行交替采样，可将采样率提高为原单片ADC的M倍，有效提高采样率。然而，由于时间交织ADC芯片在生产过程中，受到制造工艺的制约，子通道芯片不可能做到完全一致，产生诸如偏置、增益、时间等误差，这些误差称之为通道失配误差，极大地限制了时间交织ADC采样性能，需要对误差进行校正。

针对时间交织ADC的失配误差，目前已存在多种校正方法。根据处理方式，可分为模拟域校正、数模混合域校正以及数字域校正方法。模拟域校正需要根据实际误差对电路修调，操作困难且存在误差、精度不高；数模混合域校正利用FPGA估计误差，反馈模拟域进行校正，实现难度较低，但校正过程需对模拟域电路进行修调，增大电路复杂度，同时也会带来误差，影响校正精度；数字域采用纯数字方式，校正精度高，但计算量大，对硬件功耗、性能提出较高要求，且不容易实现实时校正。

发明内容

本发明的目的是针对以上技术的缺点，而提供了一种基于FPGA的时间交织模数转换器的校正方法及系统，能够提高校正精度、简化校正步骤、降低计算量，且易于硬件实现。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于FPGA的时间交织模数转换器的校正方法，所述校正方法包括：

获取时间交织模数转换器中各个通道的偏置误差估计值、增益误差估计值以及时间误差估计值；

根据每个通道的所述时间误差估计值，利用上位机计算各个通道的时间误差插值滤波参数和时间误差相位调整参数；

获取所述时间交织模数转换器中各个通道的定点采样数据；

对每个通道的所述偏置误差估计值、所述增益误差估计值、所述时间误差插值滤波参数、所述时间误差相位调整参数以及所述定点采样数据进行浮点转换，得到各个通道的浮点偏置误差估计值、浮点增益误差估计值、浮点时间误差插值滤波参数、浮点时间误差相位调整参数以及浮点采样数据；

根据每个通道的所述浮点采样数据和所述浮点偏置误差估计值，确定各个通道的偏置误差校正数据；

根据每个通道的所述偏置误差校正数据和所述浮点增益误差估计值，确定各个通道的增益误差校正数据；

根据每个通道的所述增益误差校正数据、所述浮点时间误差插值滤波参数、所述浮点时间误差相位调整参数，利用FPGA中的IP核，确定各个通道的时间误差校正数据；

对所述时间误差校正数据进行定点转换，确定转换后的时间误差校正数据。