[发明专利]多通道模拟数字转换器（ADC）中通道不平衡的补偿

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年6月27日提交的美国专利申请61/664,858以及2012年7月19日提交的美国专利申请13/553,017的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本公开涉及模拟数字转换，并更具体地，涉及多通道（multi-lane）模拟数字转换器（ADC）的多通道中的各种损伤的补偿。

背景技术

数据转换器经常用于混合的信号电子系统。混合的信号电子系统包括模拟信号域和数字信号域两种。模拟信号域主要对模拟信号进行操作，而数字信号域主要对数字信号进行操作。需要一种将信号从一个域，诸如模拟信号域，传送至另一个域，诸如数字信号域的机构。通常，模拟数字转换器（ADC）用于将来自模拟信号域的模拟信号转换为用于数字信号域的数字信号。

传统的多通道ADC利用采样时钟的多个相位，在不同时间情况下对模拟信号进行采样，将这些样本从模拟信号域转换至数字信号域，并将这些数字样本进行重新组合以生成数字信号。通常，传统的多通道ADC包括多个ADC，也称为多通道，从而对模拟信号进行采样并将其从模拟信号域转换至数字信号域。多个ADC共同采样在时间上错开的模拟信号，其每个在低于模拟信号的奈奎斯特（Nyquist frequency）频率的速率下，但总体在等于或超过奈奎斯特频率的速率下。

然而，传统的多通道ADC内的损伤可导致传统多通道各种信号内的损伤，例如，振幅偏移、直流（DC）偏移和/或相位偏移，其可导致数字信号不再准确地表示模拟信号。例如，所述损伤可源自采样时钟多个相位之间的未知偏移、传统多通道ADC的多通道中的各种通道内的线性不完整性、各种通道之间的DC偏移和/或各种通道之间的振幅偏移。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种多通道模拟数字转换器（ADC），被配置为将模拟输入从模拟信号域转换至数字信号域以提供数字输出样本，所述模拟数字转换器包括：多个ADC，被配置为将模拟输入从所述模拟信号域转换至所述数字信号域，以提供多个数字输出段，所述多个ADC被配置为使用采样时钟的多个相位中的对应相位对所述模拟输入进行采样，所述多个相位彼此偏移；开关模块，被配置为交错（interleave）所述多个数字输出段，以提供所述数字输出样本；以及损伤检测模块，被配置为确定所述多个数字输出段和校准信号之间的统计关系，以量化所述多个ADC内的损伤。

其中，所述统计关系为所述多个数字输出段和所述校准信号之间的相关性。

其中，所述损伤包括选自由以下构成的组中的至少一个：所述多个相位的所述相位中的至少一个和所述校准信号之间相位偏移；所述数字输出段中的至少第一数字输出段和所述校准信号之间的振幅偏移；以及所述数字输出段中的至少第二数字输出段和所述校准信号之间的直流（DC）偏移。

其中，所述校准信号为具有已知频率的正弦信号。

其中，所述损伤检测模块进一步被配置为基于所述统计关系提供多个损伤校正信号，并进一步包括：相位调整模块，被配置为基于所述多个损伤校正信号的对应的第一损伤校正信号，调整所述多个相位中的至少一个的相位；以及增益/偏移调整模块，被配置为基于所述多个损伤校正信号的对应的第二损伤校正信号，调整所述多个数字输出段中的至少一个的振幅和直流偏移（DC）。

其中，所述损伤检测模块进一步被配置为基于所述统计关系提供多个损伤校正信号，并进一步包括：系数发生器模块，被配置为基于所述多个损伤校正信号，提供多组校正系数；以及多个抽头延迟线模块，被耦接至所述多个ADC，被配置为通过使用所述多组校正系数加权它们各自的抽头，来补偿所述多个数字输出段内的所述损伤，以提供多个补偿的数字输出段，其中，所述开关模块进一步被配置为交错所述多个补偿的数字输出段，以提供所述数字输出样本。

其中，所述系数发生器模块进一步被配置为使用自适应算法更新所述多组校正系数，所述自适应算法产生最小化所述多个数字输出段和所述校准信号之间误差的结果。

其中，所述损伤检测模块进一步被配置为将所述多个数字输出段中的一个指定为参考通道，并被配置为将其它数字输出段的所述统计关系与所述参考通道的所述统计关系进行比较，以量化相对于所述参考通道的所述其它数字输出段的所述损伤。

其中，所述统计关系为所述多个数字输出段和所述校准信号之间的相关性。