[发明专利]前馈式全数字TIADC系统的采样时间误差校准模块及其方法

说明书

本发明公开了一种前馈式全数字TIADC系统的采样时间误差校准模块及其方法，该校准模块包括：数据复合单元、自相关函数求导单元、时间误差提取单元、时间误差补偿单元；其中数据复合单元将m通道的数字信号复合为复合数字信号；自相关函数求导单元求取自相关函数的导数值并设置矫正系数对其自适应矫正；时间误差提取单元对m通道的数字信号进行时间误差提取得到m通道的时间误差量；时间误差补偿单元对复合数字信号进行数字校准得到TIADC的最终输出。本发明能以较低的硬件消耗完成能适用于任意通道的TIADC系统校准，且该方案能够校准整个Nyquist采样频率以内的信号，并能对时间误差进行高效的补偿。

技术领域

本发明涉及模拟数字转换领域，更具体地说是一种多通道时间交织模数转换器采样时间误差的前馈式全数字校准模块及其校准算法。

背景技术

随着社会信息技术的快速发展，在通信、计算机、仪表控制等领域对模数转换器(Analog-to-digital)的性能要求越来越高，因此高性能的ADC具有非常广泛的应用，并且有着重要的战略意义。受目前ADC发展水平和工艺水平的限制，单个ADC的性能很难同时满足高速率和高精度的要求，因此时间交织模数转换器(TIADC)应运而生。

TIADC(Time-InterleavedAnalog-to-Digital Converter)即时间交织模数转换器是一种并行交替型ADC，采用并行的结构能够大大的提高系统的采样速率，但是由于各通道存在时间失配、增益失配和失调失配，三种失配严重影响了TIADC的性能。目前TIADC对于采样时间误差的校准方案主要有两种：基于已知输入信号的前台校准算法和未知输入信号的后台校准算法，前台校准算法具有硬件复杂度低、校准精度高的优点，但是需要中断ADC的工作，不具有实时校准误差的能力，而后台校准算法能够实时准确地校准误差。在后台校准算法中，有基于极性、频域和相关性等时间误差检测方案，时间误差补偿方案则主要有基于Taylor、Farror和可变延迟线等方案，但是大多数校准方案均存在下述问题的一种或者几种：硬件复杂度高、输入带宽过小、不能校准多频信号、不是全数字校准、校准精度低等。文献[基于泰勒级数的TIADC通道误差自适应修正方法，王亚军]提出一种基于参考通道的校正方案，但是额外的参考ADC增加了系统的硬件消耗，文献[An8Bits4Gs/s120mWCOMSADC,HegongWei]提出的一种基于统计学的误差提取方案，该方案能够简单有效的提取时间误差，然而该方案利用可变延迟线进行时间误差的补偿，这导致校准精度不高，文献[一种TIADC时间失配误差自适应校准算法，尹勇生]提出的基于一阶Taylor级联的补偿方案，该方案校准精度较高，但是处理多频信号时效果很差。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足之处，提供一种前馈式全数字TIADC系统的采样时间误差校准模块及其方法，以期以较低的硬件消耗完成能适用于任意通道的TIADC系统校准，并能够校准整个Nyquist采样频率以内的信号，以及对时间误差进行高效的补偿，从而快速准确地实现通道间时间误差的校准。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种前馈式全数字TIADC系统的采样时间误差校准模块的特点包括：数据复合单元、自相关函数求导单元、时间误差提取单元、时间误差补偿单元；

所述数据复合单元对外部输入的模拟信号x进行数据转换处理，得到m个通道的数字信号{y₁,y₂,…,y_i,…,y_m}，其中y_i表示第i个通道的数字信号，再将m个通道的数字信号{y₁,y₂,…,y_i,…,y_m}进行复合处理得到复合数字信号y后，分别传递给所述自相关函数求导单元和时间误差补偿单元；i＝1,2,…,m；