[發明專利]一種雙通道TIADC線性頻響失配和非線性失配的聯合校正方法

有效

• 申請號: 201710339785.9
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107302357B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 譚洪舟;李展強;李宇
• 申請（專利權）人: 中山大學;廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明的方法分別通過適當階的多項式和泰勒級數表示雙通道時間交織模數轉換器（2?TIADCs）系統的線性頻響失配特性和非線性失配特性，對輸入信號采用輕微的過采樣獲取失配信息，并基于歸一化最小均方誤差（NLMS）算法對線性失配誤差和非線性失配誤差并行地進行實時邊估計邊校正，從而得到比對任意單一誤差進行校正更好的校正效果，該方法對TIADC系統的失配誤差考慮更全面，并且簡單易行，補償效果好。

技術領域

本發明涉及信號采樣與處理技術領域，更具體地，涉及一種雙通道TIADC線性頻響失配和非線性失配的聯合校正方法。

背景技術

隨著集成電路技術的不斷發展，數字化技術的推廣，對模數轉換器件ADC的采樣速率以及采樣精度的要求越來越高，不僅要求數據采集系統有高的采樣率，還要有高的采樣精度。在實際的運用中，對實時采樣速率以及采樣精度有極高的依賴性。然而ADC的最大采樣速率受限于它的分辨率，分辨率與采樣速率之間是一對矛盾體，高采樣速率要求較短的轉換時間，而高分辨率則要求較長的轉換時間。根據目前的IC設計工藝，要實現更高速的采樣速率，需要開發一種基于新結構和新方法的ADC模塊。現有技術所提供的能夠實現超高速采樣的系統就是利用時間交織(Time-interleaved)結構的ADC系統(TIADC)。

這種結構的ADC系統利用M片有著相同采樣率f_s的單個ADC模塊，采用并行的結構，每片ADC模塊以相隔1/(M*f_s)的時間間隔進行采樣，以達到采樣率為M*f_s(總采樣率f＝M*f_s)的效果。理論上，這種M通道并行交替采樣的ADC系統能夠使得整個系統的采樣率達到單個ADC模塊的M倍。但是由于制造工藝本身固有的缺點，不可能使得每一片ADC模塊完全一模一樣，所以必然會使得各個通道的ADC模塊之間存在失配誤差，且每片ADC自身帶有微分和積分非線性特性，從而嚴重降低了整個ADC系統的信噪比。

目前，大多數方法主要針對線性失配，例如增益誤差，時間誤差等進行估計和校正，部分方法針對模數轉換器(ADC)自身的積分和微分非線性造成的失配進行估計和校正。然而，為了提高TIADC的整體性能，不論是線性失配和非線性失配，都應該納入考慮范圍并得到估計和校正。

發明內容

本發明為解決以上現有TIADC技術只單獨對線性失配誤差或非線性失配誤差進行估計和補償所導致的校正效果不佳的技術缺陷，提供了一種雙通道TIADC線性頻響失配和非線性失配的聯合校正方法。

為實現以上發明目的，采用的技術方案是：

一種雙通道TIADC線性頻響失配和非線性失配的聯合校正方法，包括以下步驟：

S1.設置輸入信號x(t)滿足奈奎斯特采樣定理，并采用輕微過采樣獲取2-TIADCs系統的輸出y(n)；

S2.確定通道頻率響應函數的階數P，利用P階多項式表征2-TIADCs系統的線性頻響失配：系統的歸一化頻率響應函數為其中c_p為p階多項式系數，d_p(n)為p階微分器，則線性頻響失配誤差

S3.利用泰勒級數表示2-TIADCs系統通道的非線性失配特性，則2-TIADCs系統第m通道的非線性傳輸特性函數其中L表示泰勒級數的階數，表示2-TIADCs系統第m通道泰勒多項式的第l階的系數，令則非線性失配誤差其中x^l(n)表示x(n)的l次方；

S4.利用2-TIADCs系統的輸出y(n)，設計一個NLMS算法對線性頻響失配誤差e_t(n)進行參數的迭代估計：

設計相應的高通濾波器f(n)，使高通濾波器f(n)的截止頻率高于采樣信號的截止頻率，令迭代估計的公式如下：