[發(fā)明專利]一種基于差值均衡的TIADC系統(tǒng)采樣時(shí)刻失配誤差估計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911035870.1
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110912556B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳建輝;李鑫;李紅
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱楨榮

本發(fā)明公開了一種基于差值均衡的TIADC系統(tǒng)采樣時(shí)刻失配誤差估計(jì)方法，用于解決TIADC系統(tǒng)中的通道間采樣時(shí)刻失配誤差的提取問題。通過在數(shù)字域設(shè)置過零檢測單元，同時(shí)計(jì)算和比較相鄰?fù)ǖ繟DC輸出的平均絕對差值，可以很容易的判斷出各通道ADC的采樣時(shí)鐘失配情況。從而可以根據(jù)判別的失配信息指導(dǎo)誤差補(bǔ)償模塊對采樣時(shí)刻失配進(jìn)行修正。本發(fā)明可對TIADC中存在的采樣時(shí)刻失配所引起的誤差實(shí)現(xiàn)精確估計(jì)，能夠顯著提高TIADC系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，同時(shí)具有估計(jì)速度快，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，不受通道數(shù)目限制等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的有效性、廣泛性和實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高速時(shí)間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于差值均衡的TIADC系統(tǒng)采樣時(shí)刻失配誤差估計(jì)方法。

背景技術(shù)

高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)是現(xiàn)代寬帶通信系統(tǒng)中不可或缺的一環(huán)，廣泛應(yīng)用于4G/5G無線基站、寬帶雷達(dá)等系統(tǒng)。然而，日益增加的數(shù)據(jù)吞吐量使得單通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器難以滿足當(dāng)今系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。因此，多通道時(shí)間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器(TIADC)應(yīng)運(yùn)而生，成為更有效的設(shè)計(jì)選擇。

TIADC采用多個(gè)單通道ADC循環(huán)采樣，由多相時(shí)鐘分別驅(qū)動(dòng)每個(gè)通道ADC，使得多個(gè)通道ADC成為一個(gè)整體的TIADC，實(shí)現(xiàn)采樣率成倍增加的效果。大大的緩解了單通道ADC的設(shè)計(jì)壓力，同時(shí)也能有效提高采樣率使其適應(yīng)各類通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。不幸的是，由于這種交織采樣的結(jié)構(gòu)具有一些固有的缺陷，如圖1所示，即通道間存在失調(diào)(Offset)、增益(Gain)和采樣時(shí)刻(Timing skew)失配的問題，導(dǎo)致TIADC的整體動(dòng)態(tài)性能大大降低，要設(shè)計(jì)滿足要求的TIADC，必須解決其中的失配問題，最直接的方式就是對其中的失配誤差進(jìn)行估計(jì)與校正。目前的技術(shù)發(fā)展對于Offset和Gain失配的估計(jì)已經(jīng)非常成熟，但是對于Timing skew的誤差提取仍然是一個(gè)難以解決的問題，因此也是業(yè)界所關(guān)注的熱點(diǎn)。

傳統(tǒng)的Timing skew誤差估計(jì)算法通常采用注入測試信號的前臺方式進(jìn)行，一般是注入單音正弦信號，然后通過在輸出端利用最小二乘法進(jìn)行擬合估計(jì)失配參數(shù)。但是這種前臺的方法需要中斷TIADC的正常采樣過程，在很多需要實(shí)時(shí)工作的通信系統(tǒng)中是不適用的。從而一些后臺誤差估計(jì)算法被提出來以避免這個(gè)問題，但是這其中有些后臺算法需要借助專門的輔助通道，這將會(huì)增加電路面積和功耗；有些基于信號自相關(guān)運(yùn)算的后臺算法往往需要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)字運(yùn)算，在復(fù)雜度上還有待進(jìn)一步優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種基于差值均衡的TIADC系統(tǒng)采樣時(shí)刻失配誤差估計(jì)方法，解決TIADC系統(tǒng)中由于Timing skew失配所造成的影響，實(shí)現(xiàn)對TIADC中通道間采樣時(shí)刻失配誤差的提取。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明提出的一種基于差值均衡的TIADC系統(tǒng)采樣時(shí)刻失配誤差估計(jì)方法，包括以下步驟：

步驟1、對于存在采樣時(shí)刻失配的TIADC系統(tǒng)，通過一個(gè)數(shù)字過零檢測模塊篩選出第i個(gè)通道ADC位于零值附近的輸出值y_i；

步驟2、如果y_i位于預(yù)先設(shè)置的過零區(qū)域內(nèi)，則分別計(jì)算y_i與前后相鄰?fù)ǖ繟DC輸出值的差值絕對值；即：

D_i＝|y_i+1-y_i|

D_i-1＝|y_i-y_i-1|；

其中，

y_i+1表示第i+1通道ADC的輸出值，y_i-1表示第i-1通道ADC的輸出值，

D_i表示第i通道ADC過零區(qū)域的輸出值與相鄰y_i+1的差值絕對值，