采样时刻失配的校准方法、系统、计算机设备及存储介质与流程

1.本发明涉及模数转换技术领域，尤其涉及一种采样时刻失配的校准方法、系统、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.在多通道的tiadc(time-interleaved analog-to-digital converter，时间交织模数转换器)中，各子通道间的失调失配、增益失配、采样时刻失配、以及非线性失配等，均会严重影响tiadc的动态性能。在实际应用中，采样时刻失配校准是改善采样时刻失配的重要方式之一。采样时刻失配是指各子通道采样时刻相对理想位置偏移的不匹配。
3.如图1a和1b所示，在一种常用的基于过零点统计的采样时刻失配校准算法中，以双通道tiadc为例，当双通道tiadc不存在采样时刻失配时，采样点dout2[k]与采样点dout1[k-1]以及采样点dout1[k 1]时间间隔相等，即双通道的采样点均匀分布在时间轴上，即dout2[k]与dout1[k-1]间信号存在过零点的概率与dout2[k]与dout1[k 1]间信号存在过零点的概率相同。
[0004]
如果存在采样时刻失配，假设第二子通道sub-adc2的采样时钟相位提前，dout2[k]在图中的虚框采样点提前到了实框采样点，则任意时刻第二子通道sub-adc2的采样点dout2[k]距其前一时刻第一子通道sub-adc1采样点dout1[k-1]的时间间隔变小，而其与后一时刻第一子通道采样点dout1[k 1]的时间间隔变大。这意味着，dout2[k]与dout1[k-1]间信号存在过零点的概率变小，而dout2[k]与dout1[k 1]间信号存在过零点的概率变大了。在此情况下，图1所示的校准方案首先利用过零统计模块统计两个子通道采样点之间过零点数量，具体方法为判定相邻输出数据是否异号；而后，利用控制逻辑模块根据过零统计模块的统计结果对第二子通道sub-adc2的采样时刻进行调整，直至两个子通道的过零点概率相同时完成校准。然而，根据上述工作过程可以发现，当通道数目增多时，统计的输出数据量急剧增加，各通道的校准需要更长时间，校准速度变得极为缓慢。
[0005]
在图1c和图1d所示的另一种校准算法中，引入一个参考通道cal-adc，通过累加平均模块计算其和待校准通道间sub-adc数字输出的互相关值。采样时刻失配越小，二者输出的相关性越大。当互相关达到最大时，此时采样时刻失配最小。利用这一性质，通过控制逻辑调节sub-adc采样时钟的延迟，使互相关的计算结果逼近最大值，即可达到校准采样时刻失配的目的。然而，该算法受限于引入的adc(analog-to-digital converter，模数转换器)量化噪声的影响，当采样时刻匹配要求较高，或者通道时钟延迟调节步长较小时，互相关运算结果可能维持不变，使校准逻辑无法正常运转，尤其是当子通道分辨率较低时更加严重。
[0006]
综上所述，上述两种校准算法均存在一定的局限性，其中，第一种校准算法只适用于通道数较少的tiadc。第二种校准算法引入的受adc量化误差的影响，只适用于分辨率较高的tiadc。并且两种方案均需要引入一个额外的参考通道，这不仅会增加电路额外开销，而且一般参考通道都会采用一个分辨率较低的通道，以达到减少功耗的目的，因而会影响校准算法的精度，甚至导致算法在某些条件下失效。


技术实现要素：

[0007]
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中校准算法只适用于通道数较少的tiadc或者只适用于分辨率较高的tiadc，以及由于引入的额外参考通道增加硬件开销并影响校准精度的缺陷，提供一种采样时刻失配的校准方法、系统、计算机设备及存储介质。
[0008]
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0009]
本发明提供了一种采样时刻失配的校准方法，用于对包括n个子通道的时间交织多通道模数转换器进行校准，其中，n不小于2，该方法包括：
[0010]
选取其中一个所述子通道作为参考子通道，其余子通道作为待校准子通道；
[0011]
控制所述时间交织多通道模数转换器进行连续采样；
[0012]
在所述连续采样过程中，针对每个所述子通道，对该子通道与该子通道的下一个子通道的采样值进行互相关运算，并将得到的互相关运算结果作为与该子通道对应的互相关值；
[0013]
根据各所述待校准子通道对应的互相关值、以及所述参考子通道对应的互相关值，对各所述待校准子通道的采样时刻进行校准，直至各所述待校准子通道对应的互相关值与所述参考子通道对应的互相关值匹配。
[0014]
较佳地，当输入信号与所述时间交织多通道模数转换器的采样时钟不相干时，所述控制所述时间交织多通道模数转换器进行连续采样，包括：
[0015]
控制所述n个子通道以固定顺序进行连续采样。
[0016]
较佳地，当输入信号与所述时间交织多通道模数转换器的采样时钟相干时，所述控制所述时间交织多通道模数转换器进行连续采样，包括：
[0017]
从所述n个子通道中选取m个有效子通道，其中m小于n；
[0018]
控制所述n个子通道以随机顺序进行连续采样，其中，对于每个子通道，若该子通道在某时刻采样，则该子通道在该时刻之后的m-1时刻内不采样。
[0019]
较佳地，所述针对每个所述子通道，对该子通道与该子通道的下一个子通道的采样值进行互相关运算，包括：
[0020]
针对某子通道x，按照如下公式对该子通道x与该子通道的下一个子通道y的采样值进行互相关运算，得到互相关运算结果r
xy
：
[0021][0022]
其中，data(xi)表示该子通道x的第i个采样值，data(yi)表示该子通道的下一个子通道y的第i个采样值，n表示该子通道x的采样数。
[0023]
较佳地，所述根据各所述待校准子通道对应的互相关值、以及所述参考子通道对应的互相关值，对各所述待校准子通道的采样时刻进行校准，包括：
[0024]
针对某待校准子通道x，根据如下公式计算该待校准子通道x的时间调节量δtmis(x)：
[0025]
δtmis(x)＝μ
×
sgn(r
参考-r
xy
)
[0026]
其中，μ表示该校准子通道x的时间调节步长，sgn表示符号判别函数，sgn(正数)＝1，sgn(负数)＝-1，r
参考
表示所述参考子通道对应的互相关值，r
xy
表示所述待校准子通道x对
应的互相关值；
[0027]
当δtmis(x)》0时，将所述待校准子通道x的采样时刻延时所述时间调节量δtmis(p)；
[0028]
当δtmis(x)＜0时，将所述待校准子通道x的采样时刻提前所述时间调节量δtmis(p)。
[0029]
本发明还提供了一种采样时刻失配的校准系统，用于对包括n个子通道的时间交织多通道模数转换器进行校准，其中，n不小于2，其特征在于，该系统包括：
[0030]
选取模块，用于选取其中一个所述子通道作为参考子通道，其余子通道作为待校准子通道；
[0031]
采样控制模块，用于控制所述时间交织多通道模数转换器进行连续采样；
[0032]
互相关运算模块，用于在所述连续采样过程中，针对每个所述子通道，对该子通道与该子通道的下一个子通道的采样值进行互相关运算，并将得到的互相关运算结果作为与该子通道对应的互相关值；
[0033]
校准模块，用于根据各所述待校准子通道对应的互相关值、以及所述参考子通道对应的互相关值，对各所述待校准子通道的采样时刻进行校准，直至各所述待校准子通道对应的互相关值与所述参考子通道对应的互相关值匹配。
[0034]
较佳地，当输入信号与所述时间交织多通道模数转换器的采样时钟不相干时，所述采样控制模块具体用于：
[0035]
控制所述n个子通道以固定顺序进行连续采样。
[0036]
较佳地，当输入信号与所述时间交织多通道模数转换器的采样时钟不相干时，所述采样控制模块具体用于：
[0037]
从所述n个子通道中选取m个有效子通道，其中m小于n；
[0038]
控制所述n个子通道以随机顺序进行连续采样，其中，对于每个子通道，若该子通道在某时刻采样，则该子通道在该时刻之后的m-1时刻内不采样。
[0039]
较佳地，针对某子通道x，所述互相关运算模块按照如下公式对该子通道x与该子通道的下一个子通道y的采样值进行互相关运算，得到互相关运算结果r
xy
：
[0040][0041]
其中，data(xi)表示该子通道x的第i个采样值，data(yi)表示该子通道的下一个子通道y的第i个采样值，n表示该子通道x的采样数。
[0042]
较佳地，所述校准模块具体用于：
[0043]
针对某待校准子通道x，根据如下公式计算该待校准子通道x的时间调节量δtmis(x)：
[0044]
δtmis(x)＝μ
×
sgn(r
参考-r
xy
)
[0045]
其中，μ表示该校准子通道x的时间调节步长，sgn表示符号判别函数，sgn(正数)＝1，sgn(负数)＝-1，r
参考
表示所述参考子通道对应的互相关值，r
xy
表示所述待校准子通道x对应的互相关值；
[0046]
当δtmis(x)》0时，将所述校准子通道x的采样时刻延时所述时间调节量δtmis
(p)；
[0047]
当δtmis(x)＜0时，将所述校准子通道x的采样时刻提前所述时间调节量δtmis(p)。
[0048]
本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述采样时刻失配的校准方法的步骤。
[0049]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述采样时刻失配的校准方法的步骤。
[0050]
本发明的积极进步效果在于：本发明不需要引入额外的参考通道，通过将tiadc中的一个子通道作为参考子通道进行校准采样，减少了整个电路的开销，与传统的基于互相关的采样时刻失配校准算法相比，本发明使用子通道作为参考通道，避免了由于参考通道分辨率不够导致校准算法精度不够的问题，提高了校准精度。
附图说明
[0051]
图1a为现有技术中基于过零点统计的校准系统的组成示意图。
[0052]
图1b为现有技术中基于过零点统计的校准系统的失配示意图。
[0053]
图1c为现有技术中基于互相关统计的校准系统的组成示意图。
[0054]
图1d为现有技术中基于互相关统计的校准系统的失配示意图。
[0055]
图2为本发明实施例1中四通道tiadc的采样示意图。
[0056]
图3为本发明实施例1的采样时刻失配的校准方法的流程图。
[0057]
图4为本发明实施例1的通道随机化采样的示例图。
[0058]
图5为本发明实施例1的通道采样的随机过程示意图。
[0059]
图6为本发明实施例1的中通道随机化对应的矩阵转移图。
[0060]
图7为本发明实施例2的采样时刻失配的校准系统的模块示意图。
[0061]
图8为本发明实施例3的电子设备的结构框图。
具体实施方式
[0062]
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0063]
实施例1
[0064]
在阐述本实施例采样时刻失配的校准方法的具体过程之前，首先介绍本实施例校准方法基于的原理：
[0065]
以包括通道1和通道2的两通道tiadc为例，当子通道间不存在采样时刻失配时，子通道与相邻采样点间的时间间隔相等，因此其相应的相关函数也相等。当通道2相对于通道1存在采样时刻失配时，如通道2有一个相对理想位置的时延δt，则将造成通道1任意点与其后紧邻的通道2的采样点之间的距离大于与其之前通道2采样点之间的距离。基于此，可以直接将其中的一个子通道作为参考通道进行校准，而无需额外引入一个校准通道，不仅可以减少整个电路的开销，也可以解决由于引入额外参考通道的分辨率不够所带来校准不准确的问题。
[0066]
在实际应用中，tiadc经常会使用更多通道，比如在4通道的情况下，参见图2，x1、x2、x3、x4分别代表子通道1～4的采样点，而x1与x5是通道1的相邻采样点。由于通道1间相邻采样点始终为固定周期，将通道1与通道2的采样点间距作为参考间距，调整通道2、3、4的采样点位置，即可校准掉采样时刻误差。
[0067]
基于上述原理，参见图3-6所示，本实施例提供一种采样时刻失配的校准方法，用于对tiadc采样时刻失配进行校准，不需要额外引入一个参考通道，而是直接将其中的一个子通道作为参考通道进行校准，这不仅可以减少整个电路的开销，也可以解决由于引入通道分辨率不够所带来校准不准确的问题。
[0068]
参见图3，本实施例提供的采样时刻失配的校准方法对包括n个子通道的时间交织多通道模数转换器进行校准，其中，n不小于2，具体包括如下步骤：
[0069]
s1.选取其中一个子通道作为参考子通道，其余子通道作为待校准子通道。
[0070]
例如，对于前述四通道tiadc，选取通道1作为参考子通道，其余子通道2、3、4作为待校准子通道，本实例并不对选取的参考子通道进行任何限制。
[0071]
s2.控制时间交织多通道模数转换器进行连续采样。
[0072]
对于采样过程的输出结果，可以通过对采样结果判定是由哪个通道具体输出的。
[0073]
s3.在连续采样过程中，针对每个子通道，对该子通道与该子通道的下一个子通道的采样值进行互相关运算，并将得到的互相关运算结果作为与该子通道对应的互相关值。
[0074]
s4.根据各待校准子通道对应的互相关值、以及参考子通道对应的互相关值，对各待校准子通道的采样时刻进行校准，直至各待校准子通道对应的互相关值与参考子通道对应的互相关值匹配。
[0075]
在本实施例中，当输入信号与tiadc的采样时钟不相干时，步骤s2可以控制n个子通道以固定顺序进行连续采样。以具有a、b、c、d四个子通道的tiadc为例，可以控制tiadc按照a、b、c、d的固定顺序依次进行采样。
[0076]
然而，当输入信号与tiadc的采样时钟相干时，即时钟信号与输入信号同步，采样得到的输入信号样本在时钟信号周期的整数倍内周期性地出现，此时若tiadc的各子通道仍按照固定顺序进行采样则无法正常工作。为了解决该问题，本实施例通过通道随机化，即随机地安排各子通道采样顺序，来打乱tiadc输出码中失配误差的周期性。
[0077]
为了实现通道随机化，本实施例中，前述控制时间交织多通道模数转换器进行连续采样的步骤s2具体包括：
[0078]
从n个子通道中选取m个有效子通道，m《n；
[0079]
控制n个子通道以随机顺序进行连续采样，其中对于每个子通道，若该子通道在某时刻采样，则该子通道在该时刻之后的m-1时刻内不采样。
[0080]
经过上述通道随机化，使每个通道的采样周期不再固定，由于各通道的采样周期不能小于顺序采样时的周期1/mts，其中m为顺序采样tiadc的通道数，ts为tiadc的采样周期，否则将违反时间交织结构最基本的出发点，即使用较慢的子通道最终实现倍增的采样速率，因而为了保证这一条件，所以在通道随机化时将至少一个子通道(即m个有效子通道以外的通道)作为额外的通道，并且当某子通道采样后，须确保此子通道在随后的m-1个采样中不被使用。
[0081]
当采用通道随机化技术时，此时子通道的采样时钟相当于一个向低频扩频、并具
有一定带宽的频谱。因此，输入信号经过非均匀采样后得到的频谱也具有一定的带宽。这便解决了传统校准算法中因为输入时钟频率与采样时钟频率相干时算法失效的问题，使校准算法适用于更多输入信号的频率。
[0082]
具体地，将通道随机化使用的子通道总数用n表示，有效子通道数用m表示。如图4所示，有a、b、c、d四个子通道，即n＝4，当m＝3时每次采样都有3个子通道备选。对于总通道数为n，有效通道为m的任意通道随机化结构，在每一个采样时刻，都有n-m 1个通道可以随机选择，其中n-m个通道是由于通道随机化而额外增加的。
[0083]
通道随机化可以将通道间失配引起的杂散打散到噪底。当n＞＞m时，每个采样时刻都有大量通道可以进行随机选取，因此通道失配相当于白噪声，通道随机化的输出频谱具有更加平坦的噪底。当n与m接近时，随机性有限，不足以将失配完全转化为白噪声。尽管如此，相比于杂散存在的情况，无杂散动态范围也得到了巨大的提升，相比于n＞＞m时的巨大硬件开销，额外增加一个通道进行通道随机化就足以达到转化误差的目标。通道随机化改变了子通道原本固定的采样时间间隔。
[0084]
仍以n＝4，m＝3的情况为例，如图5所示，假设其中某个子通道在特定时刻被选中，采样了本通道的第一个点，在下一个采样时刻，根据通道随机化的基本原理，这一通道采样的概率为0，但在这之后的下一个点，他成为被选通道，由于有3个备选通道，所以在这一刻此通道采样的概率为p1(0)＝1/3,如果这一刻本通道没有采样后，而在下一时刻采样的概率为率为依次类推，随着采样点偏离理想采样点的距离增加，其发生的概率也以1/3为底的指数下降。不论如何第二个采样点最终以某一概率发生。那么，在第二个采样点后的采样时刻，本通道采样的概率又为0，在这个点之后重复上述的随机过程。采用通道随机化后，对某一个通道而言，其采样为非均匀采样，这可以等效视为采样时钟有一个均匀分布且始终为正的时钟抖动，子通道顺序均匀采样时的理想时钟频谱为单音谱，而通道随机化后子通道的采样时钟相当于一个向低频扩频，并具有一定带宽的频谱。因此，正弦信号经过非均匀采样后得到的频谱也具有一定的带宽，解决了传统校准算法中因为输入时钟频率与采样时钟频率相干时算法失效的问题。
[0085]
通道随机化后，由于每一采样时刻采样通道的不确定性，是否会导致校准算法出错。对此，定义某一特定时刻，由某一通道采样的概率称作绝对概率。以3 1结构的通道随机化结构为例，有效通道数为3，冗余通道数为1。任意时刻，某个子通道采样的概率遵循二阶马尔科夫链，即任意时刻的采样概率由前一时刻的采样状态决定。如图6所示，对任意时刻的概率分布情况，根据通道随机化的原理获得状态转移矩阵，图6中a、b、c、d代表4个采样通道，其中，当前状态为ab表示当前采样时刻由b采样，前一时刻由a采样，下一状态为ab的概率为0表示后面两次采样依次由通道a、b进行的概率为0，以此类推。不论初始状态(initial_state)如何分布，当n个采样时刻后，最终状态(final_state)趋于一个1x12行向量，且向量中每个元素均为1/12。进一步处理final_state向量，将state中第一项分别为a、b、c、d的概率相加，得到任意时刻，通道a、b、c、d采样的概率相等为1/4。
[0086]
因此，通道随机化后，随着时间的推移，在任意时刻，各通道采样的概率是均匀分布的。采样时刻误差校准是统计大量采样时刻后进行的误差统计结果，而非具体某一次的结果，因此只要准确的统计到不同通道采样时间间隔，后续再将其与参考采样间隔做相关便可以校准采样误差。综上，采用通道随机化可以解决由于相干采样传统校准算法失效的
问题。
[0087]
对于本实施例中的步骤s3，针对每个子通道，对该子通道与该子通道的下一个子通道的采样值进行互相关运算包括：
[0088]
针对某子通道x，按照如下公式对该子通道x与该子通道的下一个子通道y的采样值进行互相关运算，得到互相关运算结果r
xy
：
[0089][0090]
其中，data(xi)表示该子通道x的第i个采样值，data(yi)表示该子通道的下一个子通道y的第i个采样值，n表示采样数。
[0091]
对于本实施例中的步骤s4，根据各所述待校准子通道对应的互相关值以及参考子通道对应的互相关值，对各所述待校准子通道的采样时刻进行校准，具体包括：
[0092]
首先，针对某待校准子通道x，根据如下公式计算该待校准子通道x的时间调节量δtmis(x)：
[0093]
δtmis(x)＝μ
×
sgn(r
参考-r
xy
)
[0094]
其中，μ表示该待校准子通道x的时间调节步长，sgn表示符号判别函数，sgn(正数)＝1，sgn(负数)＝-1，r
参考
表示所述参考子通道对应的互相关值，r
xy
表示所述待校准子通道x对应的互相关值；
[0095]
而后，当δtmis(x)》0时，意味着待校准子通道x的互相关值偏小，待校准子通道x采样太超前，则将所述待校准子通道x延时δtmis(p)；当δtmis(x)＜0时，意味着待校准子通道x的互相关值偏大，待校准子通道x采样太滞后，则将所述待校准子通道x提前δtmis(p)。最终调节效果是待校准子通道对应的x互相关值与参考通道对应的互相关值达到一致。
[0096]
仍以a、b、c、d的4通道为例进行说明，按照前述步骤s3分别得到互运算结果如下：
[0097][0098][0099][0100][0101]
上式中data(a)、data(b)、data(c)、data(d)分别指abcd四个通道得到的采样值。将四通道中某一个通道作为参考通道，将其他三个通道向参考通道进行校准，例如将a通道作为参考通道，那么根据相关算法，r
ab
便是校准参考值，通过根据其他通道对应的互相关值rbc
、r
cd
、r
da
与该参考通道对应的互相关值r
ab
的差值，进行相应通道采样时钟的调节，最终校准完成后，其他通道对应的相关值r
bc
、r
cd
、r
da
应与r
ab
保持一致。
[0102]
本实施例中使用tiadc本身的子通道作为参考校准通道，当通道的数量增加时，参与估算采样时刻误差的数据量急剧增加。为了保证收敛速度，在计算完互相关值后，按照前述步骤s4采用将待校准子通道互相关值与参考子通道互相关值作差，并判断其值符号，通过符号判断可以减少运算过程，进而增加收敛速度。以其中的通道b为例：
[0103]
δtmis(b)＝μ
×
sgn(r
ab-r
bc
)
[0104]
如前所述，μ为采样通道时钟的时间调节步长，sgn为符号判别函数，sgn(正数)＝1；sgn(负数)＝-1。若δtmis(b)》0，意味着b通道的互相关值偏小，所以b通道采样太超前，需要对采样时钟延时δtmis(b)；若δtmis(b)＜0，意味着b通道的互相关值偏大，所以b通道采样太滞后，需要对采样时钟提前δtmis(b)。其他通道类似。最终使待校准子通道对应的x互相关值与参考通道对应的互相关值达到一致。
[0105]
本实施例的校准方法不需要引入额外的校准通道，直接将tiadc中的一路子通道作为参考通道用于校准，避免了由于引入额外校准通道使电路硬件开销增大，也避免了参考通道分辨率低造成校准算法精度不够的问题；并且结合通道随机化技术解决了传统校准算法中因为输入时钟频率与采样时钟频率相干时算法失效的问题，使校准算法的适用性更强。
[0106]
实施例2
[0107]
参见图7所示，本实施例提供一种采样时刻失配的校准系统，用于对tiadc采样时刻失配进行校准，不需要额外引入一个参考通道，而是直接将其中的一个子通道作为参考通道进行校准，这不仅可以减少整个电路的开销，也可以解决由于引入通道分辨率不够所带来校准不准确的问题。
[0108]
本实施例提供的采样时刻失配的校准系统对包括n个子通道的时间交织多通道模数转换器进行校准，其中，n不小于2。具体地，包括：
[0109]
选取模块1，用于选取其中一个所述子通道作为参考子通道，其余子通道作为待校准子通道。
[0110]
例如，对于四通道的tiadc，选取通道1作为参考子通道，其余子通道2、3、4作为待校准子通道，本实例并不对选取的参考子通道进行任何限制。
[0111]
采样控制模块2，用于控制所述时间交织多通道模数转换器进行连续采样。
[0112]
对于采样过程的输出结果，可以通过对采样结果判定是由哪个通道具体输出的。
[0113]
互相关运算模块3，用于在所述连续采样过程中，针对每个所述子通道，对该子通道与该子通道的下一个子通道的采样值进行互相关运算，并将得到的互相关运算结果作为与该子通道对应的互相关值。
[0114]
校准模块4，用于根据各所述待校准子通道对应的互相关值、以及所述参考子通道对应的互相关值，对各所述待校准子通道的采样时刻进行校准，直至各所述待校准子通道对应的互相关值与所述参考子通道对应的互相关值匹配。
[0115]
在本实施例中，当输入信号与tiadc的采样时钟不相干时，采样控制模块2可以控制n个子通道以固定顺序进行连续采样。以具有a、b、c、d四个子通道的tiadc为例，可以控制tiadc按照a、b、c、d的固定顺序依次进行采样。
[0116]
然而，当输入信号与tiadc的采样时钟相干时，即时钟信号与输入信号同步，采样得到的输入信号样本在时钟信号周期的整数倍内周期性地出现，此时若tiadc的各子通道仍按照固定顺序进行采样则无法正常工作。为了解决该问题，本实施例通过通道随机化，即随机地安排各子通道采样顺序，来打乱tiadc输出码中失配误差的周期性。
[0117]
为了实现通道随机化，本实施例中，前述采样控制模块2具体用于：
[0118]
从所述n个子通道中选取m个有效子通道，其中m《n；
[0119]
控制所述n个子通道以随机顺序进行连续采样，其中，对于每个子通道，若该子通道在某时刻采样，则该子通道在该时刻之后的m-1时刻内不采样。
[0120]
系统经过上述通道随机化使每个通道的采样周期不再固定，由于各通道的采样周期不能小于顺序采样时的周期1/mts，其中m为顺序采样tiadc的通道数，ts为tiadc的采样周期，否则将违反时间交织结构最基本的出发点，即使用较慢的子通道最终实现倍增的采样速率，因而为了保证这一条件，所以在通道随机化时将至少一个子通道作为额外的通道，并且当某子通道采样后，须确保此子通道在随后的m-1个采样中不被使用。
[0121]
当采用通道随机化技术时，此时子通道的采样时钟相当于一个向低频扩频、并具有一定带宽的频谱。因此，输入信号经过非均匀采样后得到的频谱也具有一定的带宽。这便解决了传统校准算法中因为输入时钟频率与采样时钟频率相干时算法失效的问题，使校准算法适用于更多输入信号的频率。
[0122]
具体地，将通道随机化使用的子通道总数用n表示，有效子通道数用m表示。如图4所示，有a、b、c、d四个子通道，即n＝4，当m＝3时每次采样都有3个子通道备选。对于总通道数为n，有效通道为m的任意通道随机化结构，在每一个采样时刻，都有n-m 1个通道可以随机选择，其中n-m个通道是由于通道随机化而额外增加的。
[0123]
仍以n＝4，m＝3的情况为例，如图5所示，假设其中某个子通道在特定时刻被选中，采样了本通道的第一个点，在下一个采样时刻，根据通道随机化的基本原理，这一通道采样的概率为0，但在这之后的下一个点，他成为被选通道，由于有3个备选通道，所以在这一刻此通道采样的概率为p1(0)＝1/3,如果这一刻本通道没有采样后，而在下一时刻采样的概率为率为依次类推，随着采样点偏离理想采样点的距离增加，其发生的概率也以1/3为底的指数下降。不论如何第二个采样点最终以某一概率发生。那么，在第二个采样点后的采样时刻，本通道采样的概率又为0，在这个点之后重复上述的随机过程。采用通道随机化后，对某一个通道而言，其采样为非均匀采样，这可以等效视为采样时钟有一个均匀分布且始终为正的时钟抖动，子通道顺序均匀采样时的理想时钟频谱为单音谱，而通道随机化后子通道的采样时钟相当于一个向低频扩频，并具有一定带宽的频谱。因此，正弦信号经过非均匀采样后得到的频谱也具有一定的带宽，解决了传统校准算法中因为输入时钟频率与采样时钟频率相干时算法失效的问题。
[0124]
通道随机化后，由于每一采样时刻采样通道的不确定性，是否会导致校准算法出错。对此，定义某一特定时刻，由某一通道采样的概率称作绝对概率。以3 1结构的通道随机化结构为例，有效通道数为3，冗余通道数为1。任意时刻，某个子通道采样的概率遵循二阶马尔科夫链，即任意时刻的采样概率由前一时刻的采样状态决定。如图6所示，对任意时刻的概率分布情况，根据通道随机化的原理获得状态转移矩阵，图6中a、b、c、d代表4个采样通道，其中，当前状态为ab表示当前采样时刻由b采样，前一时刻由a采样，下一状态为ab的概
率为0表示后面两次采样依次由通道a、b进行的概率为0，以此类推。不论初始状态(initial_state)如何分布，当n个采样时刻后，最终状态(final_state)趋于一个1x12行向量，且向量中每个元素均为1/12。进一步处理final_state向量，将state中第一项分别为a、b、c、d的概率相加，得到任意时刻，通道a、b、c、d采样的概率相等为1/4。
[0125]
因此，通道随机化后，随着时间的推移，在任意时刻，各通道采样的概率是均匀分布的。采样时刻误差校准是统计大量采样时刻后进行的误差统计结果，而非具体某一次的结果，因此只要准确的统计到不同通道采样时间间隔，后续再将其与参考采样间隔做相关便可以校准采样误差。综上，采用通道随机化可以解决由于相干采样传统校准算法失效的问题。
[0126]
本实施例中，针对每个子通道，互相关运算模块3按照如下公式对该子通道x与该子通道的下一个子通道y的采样值进行互相关运算，得到互相关运算结果r
xy
：
[0127][0128]
其中，data(xi)表示该子通道x的第i个采样值，data(yi)表示该子通道的下一个子通道y的第i个采样值，n表示采样数。
[0129]
对于本实施例中的校准模块4，根据各待校准子通道对应的互相关值以及参考子通道对应的互相关值，对各所述待校准子通道的采样时刻进行校准，具体包括：
[0130]
首先，针对某待校准子通道x，根据如下公式计算该待校准子通道x的时间调节量δtmis(x)：
[0131]
δtmis(x)＝μ
×
sgn(r
参考-r
xy
)
[0132]
其中，μ表示该校准子通道x的时间调节步长，sgn表示符号判别函数，sgn(正数)＝1，sgn(负数)＝-1，r
参考
表示所述参考子通道对应的互相关值，r
xy
表示所述校准子通道x对应的互相关值；
[0133]
而后，当δtmis(x)》0时，意味着待校准子通道x的互相关值偏小，待校准子通道x采样太超前，则将所述待校准子通道x延时δtmis(p)；当δtmis(x)＜0时，意味着待校准子通道x的互相关值偏大，待校准子通道x采样太滞后，则将所述校准子通道x提前δtmis(p)。最终调节效果是待校准子通道对应的x互相关值与参考通道对应的互相关值达到一致。
[0134]
仍以a、b、c、d的4通道为例进行说明，分别得到互运算结果如下：
[0135][0136][0137]
[0138][0139]
上式中data(a)、data(b)、data(c)、data(d)分别指abcd四个通道得到的采样值。将四通道中某一个通道作为参考通道，将其他三个通道向参考通道进行校准，例如将a通道作为参考通道，那么根据相关算法，r
ab
便是校准参考值，过根据其他通道对应的互相关值r
bc
、r
cd
、r
da
与该参考通道对应的互相关值r
ab
的差值，进行相应通道采样时钟的调节，最终校准完成后其他通道对应的相关值r
bc
、r
cd
、r
da
应与r
ab
保持一致。
[0140]
本实施例中使用tiadc本身的子通道作为参考校准通道，当通道的数量增加时，参与估算采样时刻误差的数据量急剧增加。为了保证收敛速度，在计算完互相关值后，前述校准模块4将待校准通道互相关值与参考校准通道互相关值作差，并判断其值符号，减少运算过程，进而增加收敛速度。以其中的通道b为例：
[0141]
δtmis(b)＝μ
×
sgn(r
ab-r
bc
)
[0142]
如前所述，μ为采样通道时钟的调节步长，sgn为符号判别函数，sgn(正数)＝1；sgn(负数)＝-1。若δtmis(b)》0，意味着b通道的互相关值偏小，所以b通道采样太超前，需要对采样时钟延时δtmis(b)；若δtmis(b)＜0，意味着b通道的互相关值偏大，所以b通道采样太滞后，需要对采样时钟提前δtmis(b)。其他通道类似。最终使待校准子通道对应的x互相关值与参考通道对应的互相关值达到一致。
[0143]
本实施例的校准系统不需要引入额外的校准通道，直接将tiadc中的一路子通道作为参考通道用于校准，避免了由于引入额外校准通道使电路硬件开销增大，也避免了参考通道分辨率低造成校准算法精度不够的问题；并且结合通道随机化技术解决了传统校准算法中因为输入时钟频率与采样时钟频率相干时算法失效的问题，使校准算法的适用性更强。
[0144]
实施例3
[0145]
图8为本发明实施例3提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现实施例1中的采样时刻失配的校准方法。图8显示的电子设备30仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0146]
如图8所示，电子设备30可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备30的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器31、上述至少一个存储器32、连接不同系统组件(包括存储器32和处理器31)的总线33。
[0147]
总线33包括数据总线、地址总线和控制总线。
[0148]
存储器32可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(ram)321和/或高速缓存存储器322，还可以进一步包括只读存储器(rom)323。
[0149]
存储器32还可以包括具有一组(至少一个)程序模块324的程序/实用工具325，这样的程序模块324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
[0150]
处理器31通过运行存储在存储器32中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如本发明实施例1中的采样时刻失配的校准方法。
[0151]
电子设备30也可以与一个或多个外部设备34(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口35进行。并且，模型生成的设备30还可以通过网络适配器36与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图8所示，网络适配器36通过总线33与模型生成的设备30的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的设备30使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0152]
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
[0153]
实施例4
[0154]
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现实施例1中的采样时刻失配的校准方法中的步骤。
[0155]
其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
[0156]
在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行实现实施例1中的采样时刻失配的校准方法中的步骤。
[0157]
其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
[0158]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。