時間交織模數轉換器通道間采樣時間失配的校正方法
【專利摘要】本發明涉及時間交織模數轉換器。本發明針對通道間的采樣時間校正困難的問題，提供時間交織模數轉換器通道間采樣時間失配的校正方法，首先，時間交織模數轉換器對正弦信號進行正常轉換，產生各通道數字輸出；其次，利用各通道數字輸出進行泰勒展開式運算，計算出理想的數字輸出值；然后，通過做差運算，對相鄰通道間理想的數字輸出值做差，求得差值；最后，利用差值計算得到各通道的采樣時間失配量的準確值，實現采樣時間失配的校正。通過使用TIADC相鄰通道的數字輸出以及相應的微分輸出來近似理想數字輸出，求得理想數字輸出間的差量，再求得各通道的采樣時間失配量的準確值，實現采樣時間失配的校正。適用于時間交織模數轉換器的采樣時間失配的校正。
【專利說明】時間交織模數轉換器通道間采樣時間失配的校正方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微電子技術中的時間交織模數轉換器，特別涉及時間交織模數轉換器的采樣時間失配的校正方法。
【背景技術】
[0002]時間交織模數轉換器(Time-1nterleaved ADC,以下簡稱TIADC)是一種將多個模數轉換器并聯起來，利用交錯時鐘使其輪流工作的模數轉換系統。一個M通道時間交織模數轉換器的基本結構，如圖1所示，通過將M個工作頻率為fs的子模數轉換器并聯起來，整個模數轉換系統的工作頻率增大為Mfs。
[0003]理論上，通道數越多，時間交織模數轉換器的工作速度越快。但是，通道間的各種失配會嚴重影響整個模數轉換器的動態性能，尤其是通道間的采樣時間失配難以檢測，因而校正困難。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題，提供時間交織模數轉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轉換器的性能。
[0005]本發明解決所述技術問題，采用的技術方案是，時間交織模數轉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、時間交織模數轉換器對正弦信號進行正常轉換，產生各通道數字輸出；
[0007]步驟2、 利用各通道數字輸出，根據泰勒展開式計算出理想的數字輸出值；
[0008]步驟3、通過做差運算，對相鄰通道間理想的數字輸出值做差，求得差值；
[0009]步驟4、利用差值計算得到各通道的采樣時間失配量的準確值，實現采樣時間失配的校正。
[0010]具體的，所述步驟I中，時間交織模數轉換器通道對正弦信號進行正常轉換，產生各通道數字輸出，計為Y:
[0011]Y=Ly1Lk], y2 [k],..., yM[k]]；
[0012]其中，yi[k] (i=l、2、…、M)，(k=l，2，...，P)為實際數字輸出，P為單通道采樣點數，M為時間交織模數轉換通道數。
[0013]具體的，所述步驟2中，利用各通道數字輸出，根據泰勒展開式計算出理想的數字輸出值，包括以下步驟:
[0014]步驟201、各通道數字輸出Y經微分濾波器產生相應的微分輸出，微分輸出計為Y，；
[0015]步驟202、設定采樣時間失配量的估計值，采樣時間失配量的估計值計為Aii;
[0016]步驟203、利用各通道數字輸出Y、相應的微分輸出Y’及設定的采樣時間失配量的估計值根據泰勒展開式計算出理想的數字輸出值，理想的數字輸出值計為yi°[k]。
[0017]具體的，所述步驟201中，數字輸出Y經微分濾波器產生相應的微分輸出Y’為:
[0018]Y，=[y，Jk], y，2[k],…，y，M[k]]；
[0019]其中，y/ [k]為實際數字輸出的導數；
[0020]所述步驟203中，利用各通道數字輸出Y及其相應的微分輸出Y’及設定的采樣時間失配量的估計值Aii，根據泰勒展開式計算出理想的數字輸出值，理想的數字輸出值計為yi°[k]，計算公式為:
[0021]yi')[l<]^yi[k]-AVyi[k];
[0022]其中，Aii為采樣時間失配量估計值，初始時為零。
[0023]具體的，所述步驟3中，通過做差運算，對相鄰通道間理想的數字輸出值做差，求得差值的計算公式如下所述，所述差值計SEi [k]:
[0024]
【權利要求】
1.時間交織模數轉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、時間交織模數轉換器對正弦信號進行正常轉換，產生各通道數字輸出； 步驟2、利用各通道數字輸出，根據泰勒展開式計算出理想的數字輸出值； 步驟3、通過做差運算，對相鄰通道間理想的數字輸出值做差，求得差值； 步驟4、利用差值計算得到各通道的采樣時間失配量的準確值，實現采樣時間失配的校正。
2.根據權利要求1所述的時間交織模數轉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，時間交織模數轉換器通道對正弦信號進行正常轉換，產生各通道數字輸出，計為Y:
Y=[yi[k], y2[k],..., yM[k]]； 其中，Yi[k] (i=l、2、…、M)，(k=l，2，...，P)為實際數字輸出，P為單通道采樣點數，M為時間交織模數轉換通道數。
3.根據權利要求2所述的時間交織模數轉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，利用各通道數字輸出，根據泰勒展開式計算出理想的數字輸出值，包括以下步驟: 步驟201、各通道數字輸出Y經微分濾波器產生相應的微分輸出，微分輸出計為Y’ ；步驟202、設定采樣時間失配量的估計值，采樣時間失配量的估計值計為M步驟203、利用各通道數字輸出Y、相應的微分輸出Y’及設定的采樣時間失配量的估計值Aii，根據泰勒展開式計算出理想的數字輸出值，理想的數字輸出值計為yi°[k]。
4.根據權利要求3所述的時間交織模數轉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，數字輸出Y經微分濾波器產生相應的微分輸出Y’為: 其中，Yi' [k]為實際數字輸出的導數； 所述步驟203中，利用各通道數字輸出Y及其相應的微分輸出Y’及設定的采樣時間失配量的估計值At根據泰勒展開式計算出理想的數字輸出值，理想的數字輸出值計為yi°[k]，計算公式為: Yi0M = JiM-At1-yjk]； 其中Δ?力采樣時間失配量估計值，初始時為零。
5.根據權利要求4所述的時間交織模數轉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，通過做差運算，對相鄰通道間理想的數字輸出值做差，求得差值的計算公式如下所述，所述差值計SEi [k]:
BP:E1[k] = (y,.,Lk]-Ai , y'1+I[k])-(y1[k]-At1-y'1[k]).
6.根據權利要求5所述的時間交織模數轉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，利用差值計算得到各通道的采樣時間失配量的準確值，實現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Ai,并對所有的絕對值平均值Ai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Ai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進行歸一化，進而得到各通道的采樣時間失配量并對采樣失配的估計值Aii進行更新； 步驟404、根據采樣時間失配量Mi運算得到采樣時間失配量的準確值，采樣時間失配量的準確值計為Λ ti;實現采樣時間失配的校正。
7.根據權利要求6所述的時間交織模數轉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Ai，并對所有的絕對值平均值Ai求和取平均值得到平均值X的計算公式為:
8.根據權利要求6所述的時間交織模數轉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進行歸一化，進而得到各通道的采樣時間失配量估計值Mi的計算公式為:
9.根據權利要求6所述的時間交織模數轉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At運算得到采樣時間失配量的準確值Ati，實現采樣時間失配的校正的方法為，將Ai1帶入公式:
10.根據權利要求1至9任意一項所述的時間交織模數轉換器通道間采樣時間失配的校正方法，其特征在于，所述時間交織模數轉換器通道總數不少于兩組。
【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 優先權日:2013年12月27日
【發明者】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