[發明專利]一種基于信號頻域稀疏性的TIADC時間失配參數盲測量方法

在審

• 申請號: 201210454365.2
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN103812506A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 鄒月嫻;徐祥俊
• 申請（專利權）人: 鄒月嫻;徐祥俊
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于信號頻域稀疏性的TIADC(Time-Interleaved?Analog-to-digital?Converter，時間交替模擬數字轉換器)時間失配參數盲測量算法，屬于高速高精度模擬數字轉換技術領域。

背景技術

高速高精度模數轉換器是雷達、醫療儀器、通信系統等現代電子系統的重要部件，而傳統的ADC(如流水線結構ADC)由于器件工藝的限制很難同時實現高精度和高速度。一種新的解決方案是使用時間交替并行ADC(TIADC)架構。這種TIADC系統架構由M個獨立的并行子通道(子ADC)構成，每一個子通道以f_s/M的采樣頻率對相同的模擬輸入信號進行分時交替采樣，然后M個子通道的輸出重組成一組數字輸出信號輸出。因此，TIADC系統的采樣頻率可以達到f_s。理想情況下，M個子通道為線性電路并且具有相同的電路特性。例如，所有子通道具有相同的直流偏置，相同的增益，相同的采樣周期(M/f_s)等。但由于實際制造工藝的限制，使得各個子通道之間不可避免地產生以下幾種失配：通道直流偏置失配(Offset?mismatch)、通道增益失配(Gain?mismatch)和通道間時間相位失配(Timing?mismatch)。這些通道失配使得TIADC系統的動態無偽譜范圍(SFDR)大大降低，嚴重影響TIADC系統的性能。其中，通道增益失配和通道直流偏置失配較易處理，只需在各個子通道輸出信號通路上增加一個加法器和一個乘法器來進行補償。而通道間時間相位失配的補償則是一個技術難題。

技術上，通常是通過在TIADC系統輸出端采用數字補償技術來提高SFDR[2，4-5]。技術跟蹤研究表明，目前國際學術界主流的TIADC系統通道間時間相位失配數字補償算法皆要求對TIADC系統的通道間時間相位失配參數進行準確測量，通道時間相位失配參數的測量偏差將直接導致補償算法性能的下降。

文獻跟蹤研究表明，迄今TIADC系統的通道間時間相位失配參數的測量主要有兩種方法：基于已知TIADC系統輸入信號的擬合算法和未知TIADC系統輸入信號的盲測量算法。前者需要信號發生器產生特定的穩定輸入信號(如正弦信號)且為離線參數測量技術，不能跟蹤和實時測量TIADC系統的通道間時間相位失配參數。而通道間時間相位失配參數的盲測量算法則旨在實時準確地測量TIADC系統通道間時間相位失配參數，為在線測量技術，即不影響TIADC系統的正常運行。這類算法目前成為國內外研究熱點，但存在以下局限性：(1)計算復雜度高(Elbornsson?J，GustafssonF，and?Eklund?J?E.Blind?equalization?of?time?errors?in?a?time-interleaved?ADC?System[j].IEEE?Transaction?on?Signal?Processing，2005，SP-53(4)：1413-1424.)；(2)僅適合于特定通道數的TIADC系統(Fan?Jianjun，Li?Qiang，Li?Guangjun.Blind?adaptive?calibration?of?timing?error?for?two-channel?time-interleaved?ADCs[c].53rd?IEEE?International?Midwest?Symposium?on?Circuits?and?Systems，Seattle，WA，USA，Aug1-4，2010，233-236.)；(3)需要對模擬輸入信號進行過采樣(Vogel?C.A?frequency?domain?method?for?blind?identification?of?timing?mismatches?in?time-interleaved?ADCs[c].24th?IEEE?Norchip?Conference，Linkoping，Nov.2006，45-48，296.)；(4)需要模擬輸入信號的能量集中在低頻分量(ZOU?Y?X，LI?Bo，and?CHEN?Xiao.An?efficient?blind?timing?skews?estimation?for?time-interleaved?Analog-to-Digital?Converters[c].17th?international?conference?on?Digital?Signal?Processing，Corfu，Greece，July6-8，2011，1-4)。因此，研究一種新的適用范圍廣、計算復雜度低，對模擬輸入信號限制少的TIADC系統的通道間時間相位失配參數的盲測量算法具有重要現實意義。