[發(fā)明專利]將模擬輸入信號轉換成數字輸出信號的方法和轉換器裝置

在審

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• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104734713A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設計）人: 沃爾夫岡·克里佩爾
• 申請（專利權）人: 沃爾夫岡·克里佩爾
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;楊繼平

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于在模擬-數字轉換器(ADC)的非線性模型中參數識別的方法和轉換器裝置，以及使用該信息來減少該ADC的非線性失真。線性化的ADC構成了數字-模擬轉換器(DAC)的線性化和線性傳輸系統(tǒng)及測量設備的設計的基礎。

背景技術

ADC和DAC是眾所周知的。ADC和DAC是在輸出信號中產生諧波、互調(intermodulation)以及其它非線性失真分量的具有非線性傳輸特性的轉換器裝置。該非線性失真能夠通過向DAC提供的數字輸入信號x_D的預處理或通過由ADC產生的數字輸出信號y_D的后處理進行補償。

在出版物“Measurement?Science?Review,Volume?10,no.2,2010”中的“用于ADC誤差測試及其按比例測量補償的方法(A?Method?for?ADC?Error?Testingand?its?Compensation?in?Ratiometric?Measurements)”中，K.Hariharan通過使用簡單多項式逼近以及參數的最佳估計來補償ADC的靜態(tài)誤差。

在美國專利6,229,467中，J.Eklund還通過將測定直方圖與預期直方圖進行比較來校正ADC的輸出信號中的靜態(tài)誤差。在美國專利8,410,960中，H.Hekstra使用迭代方法來減少ADC的校正輸出信號中的頻譜平坦度。在美國專利6,271,781中，L.Pellon描述了動態(tài)誤差校正其需要高質量的發(fā)生器。在美國專利6,445,319中，A.Bugeja披露了專門捕捉在瞬時模擬輸入值V_in與數字輸出值V_out之間的傳輸函數的靜態(tài)非線性的補償技術。在美國專利7,129,879中，A.Glibbery描述了用于檢測ADC的靜態(tài)比特誤差的方法。

在“Measurement?31(2002),35-45Elsevier”的“通過ADC和DAC的線性化的全數字寬帶接收機的性能改進(Performance?Improvement?of?All-digital?Wide?Bandwidth?Receiver?by?Linearization?of?ADC?and?DAC)”中，D.Hummel開發(fā)了一種動態(tài)補償方法，來改進描述正弦波測試信號的幅度和模擬輸出信號最大振幅非線性失真分量之間dB差的無雜散動態(tài)范圍(SFDR)。這種方法僅限于在ADC的采樣和保持電路中通過轉換速率(slew?rate)生成的失真。

在ISCAS?May?15-19,Rio?de?Janeiro,2011,pp.989-992的“通過數字化后處理的ADC線性化(Linearization?of?ADC?via?Digital?Post?Processing)”中，Y.Yang通過使用S.Boyd等在“IEEE?Trans.Circuits?systems,vol.30No.8,pp.571-577,Aug.1983”的“測量Volterra內核(Measuring?Volterra?Kernels)”中的范德蒙矩陣(Vandermonde?matrix)和頻率選擇方法，確定了Volterra模型n維傳輸函數。

在“2012IEEE,ICASSP,S.3581-3584”的“應用于ADC非線性的后補償的盲Volterra系統(tǒng)線性化(Blind?Volterra?system?Linearization?with?Applications?to?Post?Compensation?of?ADC?Nonlinearities)”中，K.Shi采用了Volterra逼近來為AD轉換器裝置的非線性傳輸行為建模。此過程要求信號是帶受限的，并且存在用于由ADC生成的失真的分析的自由頻譜范圍。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是通過對ADC輸出信號y'_D的適當處理來補償由ADC生成的非線性失真，以及生成線性化的數字輸出信號y_D。對于任何模擬輸入信號y_A都將實現失真的充分減少。在ADC的原理、結構和性能上沒有進行限制性的假設。此外，不存在關于在所需的信號中生成的失真的物理原因的先備知識。