專利名稱：一種多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，尤其涉及一種多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)高轉(zhuǎn)換速度、高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的需求也越迫 切。模數(shù)轉(zhuǎn)換器開(kāi)始采用多通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)原始模擬信號(hào)分不同的時(shí)間段進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn) 換，從而提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度。如圖1所示的一種M(M為不小于2的整數(shù))通道模數(shù) 轉(zhuǎn)換器，它主要包括一個(gè)時(shí)鐘控制單元，M個(gè)通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器，其工作 原理為當(dāng)時(shí)鐘處于第MXk(k為整數(shù))時(shí)刻，第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)第MXk時(shí)刻采樣到 的模擬信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，并輸出該時(shí)刻模擬輸入的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果；在第MXk+1 (k為 整數(shù))時(shí)，第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)第MXk+Ι時(shí)刻采樣到的模擬信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換， 并輸出該時(shí)刻模擬輸入的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果；依此類推，第MXk+M-l(k為整數(shù))時(shí)，第M通道子 模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)第MXk+M-Ι時(shí)刻采樣到的模擬信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，并輸出該時(shí)刻模擬 輸入的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果。最后利用數(shù)據(jù)選擇器，輸出不同時(shí)刻模擬輸入所對(duì)應(yīng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)^ ο由于工藝偏差以及環(huán)境溫度變化，子模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間會(huì)有一定程度的不匹配，會(huì) 產(chǎn)生增益失配誤差及失調(diào)失配誤差。且不同通道的子模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間很難做到采樣時(shí)間的 完全匹配，從而產(chǎn)生采樣時(shí)間誤差。如圖2所示，可以通過(guò)數(shù)學(xué)建模的方式來(lái)研究這些非理 想因素誤差對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出結(jié)果的影響。假設(shè)單余弦信號(hào)x(t) =COS(COcit-Cj5)輸入 圖1所示的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，則可以分別輸出含失調(diào)失配誤差、增益失配誤差及采樣時(shí) 間誤差的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果
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— 22 (3) 在輸出結(jié)果所含的失調(diào)失配誤差、增益失配誤差與采樣時(shí)間誤差中，如(1)式中 的失調(diào)失配誤差可以根據(jù)輸入準(zhǔn)確的測(cè)得，因而只需在結(jié)果中進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償即可；增益 失配誤差也可以根據(jù)輸入準(zhǔn)確的測(cè)得，傳統(tǒng)的增益失配誤差的消除方法也是根據(jù)測(cè)得的誤 差在結(jié)果中進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償。由( 和C3)式，發(fā)現(xiàn)增益失配和采樣時(shí)間誤差的非理想因 素導(dǎo)致了一個(gè)出現(xiàn)在采樣頻率和輸入頻率之差上的雜散，非常嚴(yán)重地影響了模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換 器的工作精度。且傳統(tǒng)的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器還沒(méi)有對(duì)采樣時(shí)間誤差進(jìn)行校準(zhǔn)處理。
在通信和其他應(yīng)用領(lǐng)域，可以將高射頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是 須要兼顧高速、高精度等特點(diǎn)。由于時(shí)間交織帶來(lái)的誤差嚴(yán)重的影響有效位數(shù)，故對(duì)高精度 模數(shù)轉(zhuǎn)換器使用校準(zhǔn)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于信號(hào)處理系統(tǒng)中的模擬數(shù)字接口電路中。針對(duì)不同 領(lǐng)域，校準(zhǔn)技術(shù)分為模擬校準(zhǔn)技術(shù)和數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)。根據(jù)是否阻斷正常輸出又分為前臺(tái)校 準(zhǔn)技術(shù)和后臺(tái)校準(zhǔn)技術(shù)。數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)由于能隨著工藝尺寸縮減比例(scaling-down)、靈 活性好、集成度高，且不中斷正常的轉(zhuǎn)換過(guò)程，已成為目前主流的校準(zhǔn)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能消除采樣時(shí)間誤差、增益誤差的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換。本發(fā)明提供一種多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它至少包含第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器及第二通 道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器，且多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器還具有數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路。上述數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路 具有與第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連的插值濾波器，及與插值濾波器相連的有限沖擊響應(yīng)的 最小均方根自適應(yīng)濾波器，其中插值濾波器，用于依據(jù)第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，輸出第二通道 子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的期望信號(hào)；有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器，用于依據(jù)期望信號(hào)對(duì)第二通道子模數(shù) 轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)。進(jìn)一步的，上述插值濾波器用于依據(jù)輸入信號(hào)輸出相位差為180度的輸出信號(hào)。進(jìn)一步的，上述插值濾波器用于依據(jù)輸入信號(hào)輸出幅度相同的輸出信號(hào)。進(jìn)一步的，上述插值濾波器還具有校準(zhǔn)條件探測(cè)單元，所述校準(zhǔn)條件探測(cè)單元用 于輸出校準(zhǔn)信號(hào)到有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器。更進(jìn)一步的，上述有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器用于依據(jù)校準(zhǔn)信號(hào)判 斷是否對(duì)進(jìn)行校準(zhǔn)動(dòng)作。進(jìn)一步的，上述有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器用于依據(jù)期望信號(hào)對(duì)第 二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行相位校準(zhǔn)。進(jìn)一步的，上述有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器用于依據(jù)期望信號(hào)對(duì)第 二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行增益校準(zhǔn)。進(jìn)一步的，上述有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器用于依據(jù)期望信號(hào)對(duì)第 二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出結(jié)果進(jìn)行相位校準(zhǔn)和增益校準(zhǔn)。進(jìn)一步的，上述子模數(shù)轉(zhuǎn)換器為閃爍型模數(shù)轉(zhuǎn)換器、逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器和流 水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器組合中的任意一種。本發(fā)明通過(guò)數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路內(nèi)的差值濾波器輸出的期望信號(hào)對(duì)其它通道子模 數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)，從而達(dá)到同時(shí)消除增益失配誤差和采樣時(shí)間誤差 的效果，提高多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率。


圖1為傳統(tǒng)多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理圖；圖2為圖1所示的雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器中子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)學(xué)建模示意圖3為本發(fā)明一種具數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路的雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的架構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明另一種具數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路的雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的架構(gòu)圖；圖5為圖3中失調(diào)消除器的工作原理示意圖；圖6為圖3中插值濾波器的電路結(jié)構(gòu)圖；圖7為圖3中插值濾波器內(nèi)的條件檢測(cè)單元的校準(zhǔn)算法中判決條件的子頻帶規(guī)劃 示意圖；圖8為圖3中LMS-HR自適應(yīng)濾波器的電路結(jié)構(gòu)圖；圖9為圖8中LMS-HR自適應(yīng)濾波器內(nèi)的45階HR濾波器的一種電路結(jié)構(gòu)圖；圖10為本發(fā)明一種具數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的架構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。針對(duì)上述傳統(tǒng)多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器易產(chǎn)生失調(diào)失配誤差、增益失配誤差及采樣時(shí)間 誤差的缺陷，本發(fā)明提供一種具有數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明上述具有數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理，本發(fā) 明提供一種雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，如圖3所示，它具有時(shí)鐘控制單元，第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換 器、第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路，以及與數(shù)字校準(zhǔn)電路相連的數(shù)據(jù)選擇器。 其中，各通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器依據(jù)時(shí)鐘控制單元輸出的控制信號(hào)對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣 和數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出；數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路則對(duì)各通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn) 行校準(zhǔn)，以便輸出高精度的數(shù)字信號(hào)輸出；數(shù)據(jù)選擇器最后輸出不同時(shí)刻模擬輸入所對(duì)應(yīng) 校準(zhǔn)后的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果。當(dāng)輸入模擬信號(hào)時(shí)，時(shí)鐘控制單元依據(jù)抽樣頻率fs輸出高低電平的控制信號(hào) Φ1、Φ2。當(dāng)時(shí)鐘控制單元輸出的Φ 1是高電平時(shí)，第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行 采樣，Φ1是低電平時(shí)，第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行保持和數(shù)字信號(hào)換轉(zhuǎn)后，最后輸出數(shù)字 轉(zhuǎn)換結(jié)果到數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路；當(dāng)時(shí)鐘控制單元輸出的Φ2是高電平時(shí)，第二通道子模數(shù) 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，Φ2是低電平時(shí)，第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行保持和數(shù)字信號(hào) 轉(zhuǎn)換，最后輸出數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果到數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路。需要特別強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明提供的各通 道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器均具有采樣保持放大器模塊(SHA)和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)化模塊(ADC)，與傳統(tǒng)的 僅由一個(gè)采樣放大器模塊并聯(lián)多個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器不同。采樣保持放 大器模塊作為奈奎斯特模數(shù)轉(zhuǎn)換器的首個(gè)輸入電子器件模塊，其采樣速度和采樣的線性特 性直接影響著整個(gè)多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能。由于同時(shí)采用多個(gè)采樣放大器模塊對(duì)輸入信 號(hào)進(jìn)行采樣，因而能有效提高多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率，從而提高多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器 的轉(zhuǎn)換速度。需要指出的是，上述子模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以為閃爍型模數(shù)轉(zhuǎn)換器、逐次比較型模數(shù) 轉(zhuǎn)換器或流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器等各種類型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。如圖3所示，本發(fā)明提供的的數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路具體包含失調(diào)消除器，插值濾波 器和有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器(LMS-FIR)。其中，失調(diào)消除器，連接于子模 數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于消除各通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的失調(diào)失配；插差值濾波器，連接于失調(diào)消除器， 根據(jù)第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，輸出第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換 結(jié)果的期望信號(hào)；有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器(LMS-FIR)依據(jù)第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果及上述期望信號(hào)，對(duì)第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果 進(jìn)行校準(zhǔn)。如果失調(diào)失配誤差較少或不存在，則本發(fā)明的多通道濾波器可以不含有失調(diào)濾 波器，如圖4所示。本發(fā)明提供的數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路首先使用失調(diào)消除器消除各通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換 器之間的失調(diào)失配。假設(shè)輸入信號(hào)的統(tǒng)計(jì)期望收斂，那么失調(diào)消除器可以通過(guò)累計(jì)器 得到輸入信號(hào)的統(tǒng)計(jì)期望，并通過(guò)數(shù)字邏輯的加減法電路消除失調(diào)失配對(duì)電路結(jié)果的 影響。其實(shí)際工作原理如圖5所示，將各通道與第一通道(即參考通道)的信號(hào)之差 進(jìn)行平均，提取直流分量的偏差后在各通道輸出上加以扣除即可。電路實(shí)現(xiàn)上使用了 一個(gè)IIR(無(wú)限沖擊響應(yīng))濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)圖5中的累加平均模塊，該IIR濾波器滿足
(1-1)-J(^-I)0本發(fā)明所提出的數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路還包含具有校準(zhǔn)條件探測(cè)單元的插值濾波器 (Interpolation Filter)和有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器(LMS-FIR)。且習(xí)慣 上有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器被稱為L(zhǎng)MS自適應(yīng)濾波器。圖6為具有校準(zhǔn)條件探測(cè)單元的插值濾波器的電路圖。插值濾波器部分61是一 個(gè)觀階系數(shù)對(duì)稱的HR抽頭半帶濾波器，其具體電路由觀個(gè)D寄存器，及一些對(duì)應(yīng)的加法 器和乘法器組成。由于HR抽頭半帶濾波器系數(shù)對(duì)稱，觀個(gè)乘法器可以通過(guò)折疊的形式減 少至14個(gè)。由于HR抽頭半帶濾波器其線性相位的特性，當(dāng)輸入信號(hào)是第一通道的模數(shù)轉(zhuǎn) 換結(jié)果時(shí)，輸出為該信號(hào)在同頻率幅度不變但相變?yōu)?80度的輸出信號(hào)。該輸出信號(hào)可以 看作是第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的轉(zhuǎn)換結(jié)果的期望信號(hào)。由于HR半帶濾波器的實(shí)現(xiàn)需 要一定的硬件開(kāi)銷成本，也可以使用級(jí)聯(lián)積分器的梳狀濾波器組成插值濾波器，這樣可以 降低硬件開(kāi)銷成本。當(dāng)然，如果是M(M為大于3的整數(shù))通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，則插值濾波器可 以對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)相差的角度，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)角度的相位校準(zhǔn)。需要強(qiáng)調(diào)的是，如圖7所示，當(dāng)輸入信號(hào)的帶寬在(0，f/2)，即為第一通道子模 數(shù)轉(zhuǎn)換器的奈奎斯特抽樣頻率時(shí)，插值濾波器的輸出Clwnt在理論上與第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn) 換器的輸出結(jié)果的期望值相符，但是當(dāng)輸入信號(hào)在憂/2，3&/2)時(shí)，插值濾波器的輸出 C^int是第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出結(jié)果的期望值的相反數(shù)。更廣泛的，同輸入信號(hào)位于 ((i+l/4)/fs，(i+3/4)/fs)時(shí)，所需要的校準(zhǔn)信號(hào)是C^int的相反數(shù)，當(dāng)信號(hào)位于((i-1/4)/ fs，(i+l/4)/fs)，則C^int即所需校準(zhǔn)信號(hào)。其中，i為整數(shù)，fs時(shí)間交織濾波器的采樣頻率，
是子轉(zhuǎn)換器的采樣頻率。對(duì)于雙通道的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，fl= |fs ,對(duì)于η通道的模擬
數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，fl= - fs。 η如圖6所示，校準(zhǔn)條件探測(cè)單元部分62使用相關(guān)性計(jì)算邏輯單元求得C^int與第 二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果之間的相關(guān)系數(shù)。為方便硬件實(shí)施，僅采用高三位的邏輯 計(jì)算來(lái)計(jì)算相關(guān)系數(shù)。當(dāng)相關(guān)度的絕對(duì)值高于有效內(nèi)插閾值(corrcoeff)時(shí)，即corrcoeff > Thes_P，或者corrcoeff < Thes N時(shí)，則信號(hào)位于輸入頻率如圖7所示同一個(gè)有效范圍， “ + ”或者“一”。當(dāng)輸入信號(hào)都位于“ + ”區(qū)時(shí)，corrcoeff > Thes_P，輸出為1的校準(zhǔn)條件信 號(hào)，后段數(shù)據(jù)選擇器選擇插值濾波器的輸出結(jié)果；當(dāng)輸入信號(hào)都位于“一”區(qū)時(shí)，輸出為0， 后段數(shù)據(jù)選擇器選擇插值濾波器的輸出結(jié)果的相反數(shù)。當(dāng)輸入信號(hào)的絕對(duì)值小于有效內(nèi)插閾值，則證明C^int與d2不相關(guān)，輸入信號(hào)可能會(huì)跨越圖7所示的子頻帶區(qū)域，此時(shí)本發(fā)明提 出的算法會(huì)導(dǎo)致誤收斂，此時(shí)校準(zhǔn)條件探測(cè)單元輸出LMkn的校準(zhǔn)信號(hào)到有限沖擊響應(yīng)的 最小均方根自適應(yīng)濾波器，使得有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器停止校準(zhǔn)工作， 直接輸出第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果。當(dāng)然，如果輸入信號(hào)均為較好信號(hào)，即都 在有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器的工作范圍內(nèi)，則插值濾波器也可以不包含校 準(zhǔn)條件探測(cè)單元。本發(fā)明的有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器實(shí)現(xiàn)如圖8所示，它具體包含 一個(gè)45階的HR濾波器和系數(shù)更新電路。FIR濾波器具體由45個(gè)寄存器，和一些乘法器和 加法器組成，且該45階的HR濾波器還可以通過(guò)圖9所示的電路結(jié)構(gòu)形式節(jié)約22個(gè)乘法 器的開(kāi)銷。系數(shù)更新電路包含45個(gè)子系數(shù)累加器，利用最小均方根(LMS)算法進(jìn)行更新數(shù) 據(jù)。根據(jù)每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出的參考信號(hào)的誤差，每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)對(duì)每一個(gè)系數(shù)進(jìn)行大 小為μ*Θπ·0Γ(η)(12(η_υ的微調(diào)。LMS算法在數(shù)學(xué)被證明可以提供較快的收斂速度和收斂穩(wěn) 定性，同時(shí)算法的復(fù)雜度低，所以成為本發(fā)明中自適應(yīng)濾波算法的首選。系數(shù)更新電路具體 包含45個(gè)子系數(shù)更新電路和一個(gè)乘法器計(jì)算步長(zhǎng)。每個(gè)子系數(shù)更新電路含有一個(gè)累加器、 一個(gè)用于計(jì)算新的濾波器系數(shù)乘法器，以及一個(gè)用于計(jì)算更新步長(zhǎng)的乘法器。實(shí)際應(yīng)用中 可以通過(guò)折疊的方法將子系數(shù)更新電路減少為23個(gè)。實(shí)際工作時(shí)，將有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器的參考輸入信號(hào)配置為 經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)判決的插值濾波器輸出的期望信號(hào)，將待校準(zhǔn)輸入信號(hào)配置為第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn) 換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，從而對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器的初 始系數(shù)是{0，. . .，0，1，0，. . .，0}(對(duì)于45階的濾波器，初始時(shí)，“1”位于第23階寄存器 中)。在有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器收斂以后，在其頻率特性上將滿足(1) 在輸入信號(hào)帶內(nèi)的增益為第一通道和第二通道輸出結(jié)果的增益之比，從而依據(jù)期望信號(hào)對(duì) 第二通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行增益誤差校準(zhǔn)；( 在輸入信號(hào)帶內(nèi)，相位頻率響應(yīng)保持為 一個(gè)線性偏移，即帶內(nèi)群速度恒定，以補(bǔ)償采樣時(shí)間誤差，從而依據(jù)期望信號(hào)對(duì)第二通道的 模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行相位校準(zhǔn)；C3)在幅度和相位的頻率相應(yīng)上都適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償傳遞函數(shù)失配 帶來(lái)的影響。需要特別指出的是，本發(fā)明僅以具有數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)功能的雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為 具體實(shí)施例進(jìn)行解釋說(shuō)明。但本發(fā)明的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以擴(kuò)展到三通道，或拓展到如 圖10所示的具有數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)功能的m通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器。且從圖10還可以明確看出，第 一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出結(jié)果作為參考信號(hào)輸入到插值濾波器得到第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換 器輸出結(jié)果的期望信號(hào)，且該期望信號(hào)還可以作為除第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器外的其它個(gè)通 道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出結(jié)果的期望信號(hào)。本發(fā)明電路復(fù)雜度相對(duì)較低，且在校準(zhǔn)過(guò)程中能同時(shí)校準(zhǔn)增益失配失配、采樣時(shí) 間誤差和傳遞函數(shù)失配。本校準(zhǔn)算法具有自適應(yīng)性，符合通信和其他模數(shù)轉(zhuǎn)化器應(yīng)用領(lǐng)域 的實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際情況中信號(hào)的輸入頻率范圍受到的限制很小，因此具有廣泛的普適性。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明將雙通道的時(shí)間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器校準(zhǔn)原 理拓展到更多通道，以及進(jìn)行其他各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘 若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意 圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器至少包含第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器及 第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路，所述 數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路具有與第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連的插值濾波器，及與所述插值濾波器 相連的有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器，其中插值濾波器，用于依據(jù)所述第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，輸出第二通道 子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的期望信號(hào)；有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器，用于依據(jù)所述期望信號(hào)對(duì)所述第二通道子 模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述插值濾波器用于依據(jù)輸 入信號(hào)輸出相位差為180度的輸出信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述插值濾波器用于依據(jù)輸 入信號(hào)輸出幅度相同的輸出信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述插值濾波器具有校準(zhǔn)條 件探測(cè)單元，所述校準(zhǔn)條件探測(cè)單元用于輸出校準(zhǔn)信號(hào)到所述有限沖擊響應(yīng)的最小均方根 自適應(yīng)濾波器。
5.如權(quán)利要求4所示的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述有限沖擊響應(yīng)的最小均 方根自適應(yīng)濾波器用于依據(jù)所述校準(zhǔn)信號(hào)判斷是否進(jìn)行校準(zhǔn)工作。
6.如權(quán)利要求1所述的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述有限沖擊響應(yīng)的最小均 方根自適應(yīng)濾波器用于依據(jù)所述期望信號(hào)對(duì)所述第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換 結(jié)果進(jìn)行相位校準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求1所述的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述有限沖擊響應(yīng)的最小均 方根自適應(yīng)濾波器用于依據(jù)所述期望信號(hào)對(duì)所述第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換 結(jié)果進(jìn)行增益校準(zhǔn)。
8.如權(quán)利要求1所述的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述有限沖擊響應(yīng)的最小均 方根自適應(yīng)濾波器用于依據(jù)所述期望信號(hào)對(duì)所述第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出結(jié)果進(jìn)行 相位校準(zhǔn)和增益校準(zhǔn)。
9.如權(quán)利要求1所述的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述子模數(shù)轉(zhuǎn)換器為閃爍型 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器和流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器組合中的任意一種。
10.如權(quán)利要求1所述的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路還具 有與所述子模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連的失調(diào)消除器，所述失調(diào)消除器用于消除所述子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸 出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果的失調(diào)失配誤差。
11.如權(quán)利要求1所述的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述插值濾波器為觀階的 插值濾波器，所述有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器為45階的有限沖擊響應(yīng)的最 小均方根自適應(yīng)濾波器。
12.—種多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器包含M個(gè)通道子模數(shù) 轉(zhuǎn)換器，且M個(gè)通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換包含第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器還具 有數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路，所述數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路具有與第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連的插值濾 波器，及與所述插值濾波器相連的有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器，其中插值濾波器，用于依據(jù)所述第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，輸出除第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器外的M個(gè)子通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的期望信號(hào)；有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器，用于依據(jù)所述期望信號(hào)對(duì)所述除第一通道 子模數(shù)轉(zhuǎn)換器外的M個(gè)子通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)。
13.如權(quán)利要求12所述的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述M為不小于2的整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器。多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器至少包含第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器及第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路具有插值濾波器和有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器。且與第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連的插值濾波器能依據(jù)第一通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，輸出第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的期望信號(hào)，與所述插值濾波器相連的有限沖擊響應(yīng)的最小均方根自適應(yīng)濾波器能依據(jù)期望信號(hào)對(duì)第二通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明通過(guò)數(shù)字后臺(tái)校準(zhǔn)電路內(nèi)的差值濾波器輸出的期望信號(hào)對(duì)其它通道子模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)，從而達(dá)到同時(shí)消除增益失配誤差和采樣時(shí)間誤差的效果，提高多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率。
文檔編號(hào)H03M1/12GK102118167SQ201010143940
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者任俊彥, 余北, 葉凡, 李寧, 王振宇, 王明碩, 許俊, 陳遲曉 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)