时间交织ADC误差参数提取及校正方法与流程

本申请涉及集成电路设计，特别涉及模数转换器误差校正技术，具体而言，涉及时间交织adc误差参数提取及校正方法。

背景技术：

1、经过学术界与工业界长期的研究，单通道的模数转换器(adc)各种结构都日趋成熟,从速度和精度两方面不断逼近现有技术条件下的性能极限。多通道并行的时间交织结构的模数转换器,简称为时间交织adc(英文简写为ti-adc)成为突破单通道结构adc转换速度瓶颈的一个必然方向。

2、时间交织adc包含m个并行的子通道adc,它们依次对同一个输入信号进行采样。理想情况下,各个子通道性能完全匹配，采样时刻均匀交错。但是由于实际电路的限制,通道之间存在直流偏置(dc offset)误差、增益误差和带宽误差，以及采样时刻偏差引起的误差，这些误差严重制约着多通道时间交织adc的性能。

3、目前对直流偏置误差的校准主要通过均值判断进行校准，即对子通道adc输出的编码进行长时间的积分，就可以获得系统中存在的失调误差参数，采用该误差参数就可以对子通道直流偏置误差进行校正。

4、对通道增益误差的校准，现有技术主要通过估计每个通道输出信号的平均功率，通道之间的平均功率误差被认为是增益误差。以ti-adc中某个子通道adci与参考通道adc0为例，通道i数字输出的幅值与参考通道0数字输出的幅值做差，差值经过适当缩放进行累加，当算法收敛时，反馈环路中累加器的输入均值为0，输出稳定在两通道增益之比。这一比值与通道i的原始数字输出相乘，刚好将其增益补偿到1，通道间增益误差得到校正。用相同的算法依次校正其他通道，最终消除ti-adc的增益误差。

5、这种校准方式的缺点是，若输入信号频率是fs/2m(其中m是通道数，fs是时间交织adc的采样率)时，即使没有增益误差，该信号的数字功率估计值也会随采样时刻的变化而变化，无法正确估计出功率误差。

6、目前对通道采样时刻偏差引起的误差，主要采用一种混合信号的校准算法。在数字域通过自相关估算采样时刻偏差的大小，并根据这一估算结果，在模拟域调整通道采样时刻，最终实现对采样时刻误差的校准。

7、这种校准方法的缺点是对模拟电路的要求较高，模拟域调整的精度决定了采样时刻误差校准的性能。

8、对于带宽误差，在合理的面积和功耗下，通道间带宽误差的影响几乎难以在后期修正。目前主要通过将各子通道的采样带宽最大化，使其远高于输入信号带宽，以此来尽量减小带宽误差的影响。

9、现有技术的时间交织adc误差校正方法还存在一定问题。直流偏置误差校准方法的缺点是，无法区分误差和直流输入信号，可能导致直流信号被消除。增益误差的估计和校准需要先进行失调校正才能进行，受失调校正精度的影响。采样时刻偏差引起的误差，其校正方法对模拟电路的精度要求较高。现有技术虽然可以通过一定的技术手段，尽量减小带宽误差的影响，但并未对带宽误差进行校正。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供时间交织adc误差参数提取及校正方法，以克服现有技术校正方法的上述缺点。

2、为了实现上述目的，根据本申请具体实施方式的一个方面，提供了一种时间交织adc误差参数提取及校正方法，其特征在于，以时间交织adc通道n为基准，其他通道校正到与通道n匹配，具体步骤如下：

3、a、将时间交织adc各通道输出的时域信号转换成频域信号；

4、b、根据所述频域信号计算误差参数；

5、c、根据所述误差参数对各通道频域信号进行校正；

6、d、将校正后的频域信号转换成时域信号。

7、在某些实施例中，n＝1。

8、在某些实施例中，所述步骤b还包括：根据pvt参数的变化对误差参数进行修正。

9、在某些实施例中，采用lms算法对误差参数进行修正。

10、在某些实施例中，所述误差参数包括直流偏置误差参数om(0)、幅度误差参数am(f)和相位误差参数pm(f)。

11、在某些实施例中，所述直流偏置误差参数om(0)、幅度误差参数am(f)和相位误差参数pm(f)表达式如下：

12、om(0)＝ym(0)；

13、am(f)＝abs(ym(f))/abs(yn(f))；

14、

15、其中，m为通道序号，m＝1,…,m,m≠n；m为通道数；abs表示取复数的模；phase表示取复数的角度；ym(f)表示输入信号为x(t)时，通道m输出信号的频域表达式；yn(f)表示输入信号为x(t)时，通道n输出信号的频域表达式；yn(0)、ym(0)分别表示f＝0时，通道n和通道m频域表达式的值。

16、在某些实施例中，所述输入信号x(t)为正弦信号，其表达式为：

17、

18、其中，a为正弦信号幅度；ω为正弦信号频率；为正弦信号初始相位。

19、在某些实施例中，步骤c具体为：

20、直流偏置误差校正是在频域减掉失调误差参数om(0)，幅度误差校正是在频域各频点乘以校正系数1/am(f)，相位误差校正是在频域各频点乘以相移系数其表达式为：

21、

22、其中，y′m(f)为校正后通道m输出信号的频域表达式。

23、根据本申请技术方案及其在某些示例性实施例中进一步改进的技术方案，本申请具有如下有益效果：

24、1、直流偏置误差、幅度误差、相位误差的校正相对独立，不会相互影响；

25、2、直流偏置误差校准不影响直流信号；

26、3、能够对带宽误差进行估计和校正；

27、4、通过数字方式在频域补偿，可以避免在模拟域补偿受pvt影响的缺点和数字方式时域补偿不能补偿跟频率相关的误差的缺点。在频域针对每个频点补偿幅度误差、相位误差，从而校正带宽误差。

28、5、可以根据校正精度要求，通过调整频域变换的分辨率，从而实现功耗和芯片面积的灵活调整。

29、下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步的说明。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.时间交织adc误差参数提取及校正方法，其特征在于，以时间交织adc通道n为基准，其他通道校正到与通道n匹配，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的时间交织adc误差参数提取及校正方法，其特征在于，n＝1。

3.根据权利要求1所述的时间交织adc误差参数提取及校正方法，其特征在于，所述步骤b还包括：根据pvt参数的变化对误差参数进行修正。

4.根据权利要求3所述的时间交织adc误差参数提取及校正方法，其特征在于，采用lms算法对误差参数进行修正。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的时间交织adc误差参数提取及校正方法，其特征在于，所述误差参数包括直流偏置误差参数om(0)、幅度误差参数am(f)和相位误差参数pm(f)。

6.根据权利要求5所述的时间交织adc误差参数提取及校正方法，其特征在于，所述直流偏置误差参数om(0)、幅度误差参数am(f)和相位误差参数pm(f)表达式如下：

7.根据权利要求6所述的时间交织adc误差参数提取及校正方法，其特征在于，所述输入信号x(t)为正弦信号，其表达式为：

8.根据权利要求6所述的时间交织adc误差参数提取及校正方法，其特征在于，步骤c具体为：

技术总结时间交织ADC误差参数提取及校正方法,涉及模数转换器误差校正技术。本申请公开了一种时间交织ADC误差参数提取及校正方法，以时间交织ADC通道n为基准，其他通道校正到与通道n匹配，具体步骤包括：a、将时间交织ADC各通道输出的时域信号转换成频域信号；b、根据所述频域信号计算误差参数；c、根据所述误差参数对各通道频域信号进行校正；d、将校正后的频域信号转换成时域信号。本申请技术方案具有如下有益效果：1、直流偏置误差、幅度误差、相位误差的校正相对独立，不会相互影响；2、直流偏置误差校准不影响直流信号；3、能够对带宽误差进行估计和校正；4、可以根据校正精度要求，通过调整频域变换的分辨率，从而实现功耗和芯片面积的灵活调整。技术研发人员：朱星,陈磊,康榀樘,唐川朋受保护的技术使用者：成都华微电子科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29