[發明專利]一種雙采樣偽劈分結構快速數字校準算法

在審

• 申請號: 201410610648.0
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104410417A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 鄧紅輝;陳紅梅;尹勇生
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

1.一種雙采樣偽劈分結構快速數字校準算法，是應用于由采樣保持電路和由N級電路串聯而成的流水級電路以及數字冗余電路組成的流水線ADC中，其特征是按如下步驟進行：

步驟1、所述采樣保持電路接收外部的輸入信號V_in[n]，并分別在t＝2n的偶時刻和t＝2n+1的奇時刻進行采樣，獲得偶時刻輸出電壓V_ish[2n]和奇時刻輸出電壓V_ish[2n+1]后傳輸至所述流水級電路；

步驟2、以所述流水級電路的第1級電路為被校準級電路，分別利用式(1)和式(2)對所述偶時刻輸出電壓V_ish[2n]和奇時刻輸出電壓V_ish[2n+1]進行轉換，獲得偶時刻數字輸出信號D_OUT[2n]和奇時刻數字輸出信號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為偽隨機信號，Q_s1是流水級電路的第1級電路的量化噪聲，G₁為第1級電路的級間增益，為第1級電路的估計級間增益，Q_ADC是除第1級電路以外的N-1級電路的量化噪聲；γ為所述注入隨機信號P_N的擺幅，其值為第1級流水級的失調誤差的一半；

步驟3、利用式(3)獲得所述偶時刻數字輸出信號D_OUT[2n]和奇時刻數字輸出信號D_OUT[2n+1]之間的差值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)]]>

步驟4、將所述差值D_e[n]與隨機信號P_N利用式(4)進行相關運算獲得第1級電路的級間增益誤差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，中間值V_n[n]與隨機信號P_N不相關，則逐漸逼近于零，級間增益誤差Δ[n]與成正比；

步驟5、利用式(6)所示的LMS算法對所述級間增益誤差Δ[n]進行迭代，使得所述第1級電路的估計級間增益逐步逼近于所述第1級電路的級間增益G1：

G^1[n+1]=G^1[n]-μ·Δ[n]---(6)]]>

式(6)中，μ為迭代步長；

步驟6、所述LMS迭代輸出穩定，獲得所述第1級電路的估計級間增益近似等于所述第1級電路的級間增益G1，從而使得第一級級間增益誤差消除；

步驟7、利用式(7)獲得流水線ADC的轉換輸出值D_OUT：

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

以所述轉換輸出值D_OUT實現流水線ADC第1級增益誤差校準。