對時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的不完美的估計的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及模數(shù)轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及對時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的不完美(imperfect1n)的估計。
【背景技術(shù)】
[0002]通常使用數(shù)字技術(shù)而不是模擬技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備(諸如例如，電視機(jī)和其它音頻/視頻設(shè)備)。通常，數(shù)字技術(shù)變得越先進(jìn)，將模擬信號轉(zhuǎn)換成適于數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字信號的任務(wù)變得越苛刻。
[0003]概念上，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(也被表示為ADC或A/D轉(zhuǎn)換器)及其基本功能(采樣保持、量化)在本領(lǐng)域中是熟知的，并且在本文中將不進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0004]對于高采樣頻率，必要的或至少有益的是，使用包括多個組成(constituent)ADC的ADC結(jié)構(gòu)以能夠適應(yīng)高采樣頻率。這樣的結(jié)構(gòu)緩解對每個組成ADC的處理速度需求。這樣的ADC結(jié)構(gòu)的示例是流水線ADC和時間交織ADC (例如，并行逐次ADC) 0 US 2011/0304489Al、WO 2007/093478 Al、EP 0624289 BI 和 WO 2010/042051 Al 描述了各種示例時間交織ADC結(jié)構(gòu)。
[0005]所有電子設(shè)備具有或多或少顯著的固有不完美。當(dāng)然，對于ADC以及特別是時間交織ADC中的每個組成ADC而言也是這種情況?？梢云谕烙嫴煌昝酪阅軌蜓a(bǔ)償這些不完美。例如，補(bǔ)償可以應(yīng)用于數(shù)字領(lǐng)域、模擬領(lǐng)域或者數(shù)字和模擬領(lǐng)域中。
[0006]用于不完美估計的已知技術(shù)的缺點(diǎn)是:在任何模擬信號的轉(zhuǎn)換期間無法執(zhí)行它們。這要求具有獨(dú)立的估計會話(例如，結(jié)合ADC的產(chǎn)生)或者依靠被合并入模擬信號的已知信號部分(參見例如US 2011/0304489 Al，其中，對偏移誤差的估計依靠反復(fù)存在于模擬信號中的已知信號電平)。因此，如果對不具有已知信號部分的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并且存在隨時間動態(tài)變化的不完美，則對這些不完美提供補(bǔ)償將很麻煩。
[0007]因此，存在對用于對時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的不完美進(jìn)行估計的替代且改進(jìn)的方法和布置的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，在本說明書中使用的術(shù)語“包括”用于指定所闡述的特征、整數(shù)、步驟或部件的存在，但是不排除一個或更多個其它特征、整數(shù)、步驟、部件或其組合的存在或者添加。
[0009]—些實(shí)施方式的目的是消除至少一些上面的缺點(diǎn)并且提供用于估計時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的不完美的方法和布置。
[0010]根據(jù)第一方面，這通過操作用于將模擬輸入信號轉(zhuǎn)換成具有采樣速率R的數(shù)字輸出信號的時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的方法來實(shí)現(xiàn)。
[0011]時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括:時序電路，其用于生成M個時序信號；以及一列整數(shù)N個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器，每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有模擬輸入端和數(shù)字輸出端。
[0012]該方法包括:針對該列組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的至少一些激活中的每個激活，限定第一組整數(shù)K個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二組整數(shù)L個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，K+L = N，K至少是I并且小于N，并且第一組和第二組是非交疊的。
[0013]該方法還包括:針對該列組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的至少一些激活中的每個激活，向第一組中的每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端饋送參考值以便進(jìn)行不完美測量，并且使用時序信號之一對第一組中的每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制。
[0014]此外，該方法包括:針對該列組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的至少一些激活中的每個激活，向第二組中的每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端饋送模擬輸入信號，以便在數(shù)字輸出端處生成中間組成數(shù)字輸出信號，并且使用時序信號之一對第二組中的每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制，其中，無時序信號被用來對第二組中的兩個或更多個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制。
[0015]根據(jù)一些實(shí)施方式，每個時序信號可以是具有時鐘信號周期P的時鐘信號的時移拷貝。在一些實(shí)施方式中，一個時序信號可以是時移為O的時鐘信號的時移拷貝。
[0016]根據(jù)一些實(shí)施方式，可以針對該列組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的每個激活來執(zhí)行針對該列組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的至少一些激活中的每個激活所執(zhí)行的步驟。
[0017]該列組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的激活可以指代在當(dāng)該列中的每個組成數(shù)模轉(zhuǎn)換器被激活恰好一次時的時間段期間發(fā)生的大量事件。在一些實(shí)施方式中，該列組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的激活可以指代在當(dāng)該列中的每個當(dāng)前使用的組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器被激活恰好一次時(例如，在該列中的一個或更多個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器例如由于能量效率原因處于關(guān)閉模式或睡眠模式時)的時間段期間的大量事件。組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器被激活可以指代:(來自模擬輸入信號或參考信號的)模擬樣本值被輸入并且由組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理。
[0018]在一些實(shí)施方式中，參考值可以是零值并且可以通過接地來實(shí)現(xiàn)。在另一些實(shí)施方式中，參考值可以是非零值。在又一些實(shí)施方式中，參考值可以在兩個或更多個值(其中之一可以是零)之中變化，使得可以執(zhí)行不同類型的不完美測量。
[0019]在典型實(shí)施方式中，K可以等于I。
[0020]根據(jù)一些實(shí)施方式，如果每時鐘信號周期P激活該列組成數(shù)模轉(zhuǎn)換器恰好一次，則M可以等于L。在這樣的實(shí)施方式中，每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以具有使其能夠每時鐘信號周期P輸出一次數(shù)字樣本值的處理速度。可以將這樣的實(shí)施方式看作具有K個冗余的組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0021]根據(jù)一些其它實(shí)施方式，如果不應(yīng)當(dāng)存在冗余的組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器，則M可以等于N并且該列組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器必須每時鐘信號周期P被激活多于一次。因此，在這樣的實(shí)施方式中，每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以具有使其能夠每時鐘信號周期P多于一次地輸出數(shù)字樣本值的處理速度。典型地，在這些實(shí)施方式中，每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以具有使其能夠每P-K/R周期輸出數(shù)字樣本值一次的處理速度。
[0022]在一些實(shí)施方式中，使用時序信號之一對第一組中的每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制通常包括:用以下時序信號對組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制，該時序信號盡可能地靠近用于在該列的前一激活期間對組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制的時序信號與用于在該列的后一激活期間對組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制的時序信號之間的一半。
[0023]在一些實(shí)施方式中，使用時序信號之一對第二組中的每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制包括:以與它們在實(shí)現(xiàn)中的物理位置有關(guān)的順序方式對第二組中的組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制。在一些實(shí)施方式中，對第二組中的每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制可以包括:用以下時序信號對組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制，該時序信號盡可能地靠近用于在該列的前一激活期間對組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制的時序信號與用于在該列的后一激活期間對組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制的時序信號之間的一半。在另一些實(shí)施方式中，可以應(yīng)用其它的時鐘控制規(guī)則(參見例如針對偽隨機(jī)時鐘控制方案的WO 2007/093478 Al)。通常，可以根據(jù)任何合適的規(guī)則對第二組中的組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制，只要無時序信號被用來在該列的至少一些激活中的每個激活期間對第二組中的兩個或更多個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制即可。
[0024]根據(jù)一些實(shí)施方式，該方法還可以包括:針對該列組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的至少一些激活中的每個激活，從前一激活的第二組中的L個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器中選擇第一組中的K個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器。例如，選擇可以以如下為條件:在任何N/K個激活期間，列中的所有N個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器將屬于第一組至少一次。這樣的實(shí)施方式的應(yīng)用確保:給予所有組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器相同數(shù)目的機(jī)會來估計不完美。在典型實(shí)現(xiàn)中，第一組中的成員可以在組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器中以循環(huán)方式或根據(jù)任何其它均勻分布規(guī)則來循環(huán)。應(yīng)當(dāng)注意，即使在一些實(shí)施方式中在組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間非均勻地測量不完美會是有益的，并且因此仍然可以應(yīng)用用于選擇第一組中的K個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的其它方法。
[0025]根據(jù)一些實(shí)施方式，該方法還可以包括:針對第二組中的每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器，基于組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的先前的不完美測量來補(bǔ)償中間組成的數(shù)字輸出信號。因此，使用每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的不完美測量來補(bǔ)償組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個或更多個隨后的數(shù)字化信號。這可以例如通過將不完美測量存儲在存儲器或寄存器中以供以后使用或者通過基于不完美測量調(diào)整補(bǔ)償參數(shù)以供以后使用來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施方式中，該方法還包括:針對第二組中的每個組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器，基于組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的一個或更多個其它組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的先前的不完美測量來補(bǔ)償中間組成的數(shù)字輸出信號。例如，可以計算組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間的平均不完美值并且將該平均不完美值用于補(bǔ)償。補(bǔ)償可以包括對不完美情況的校正或至少改進(jìn)。
[0026]在一些實(shí)施方式中，該方法還可以包括對第二組中的組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的經(jīng)補(bǔ)償?shù)闹虚g組成數(shù)字輸出信號進(jìn)行復(fù)用以產(chǎn)生數(shù)字輸出信號。復(fù)用可以包括排序。通常，復(fù)用可以與第二組中的組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器的時鐘控制有關(guān)，使得復(fù)用器以與對第二組中的組成模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時鐘控制的順序相同的順序來選擇經(jīng)補(bǔ)償?shù)闹虚g組成數(shù)字輸出信號。
[0027]可以通過不完美測量來估計的示例不完美包括偏移、增益誤差、Ι/f型噪聲、采樣時間誤差和頻率漂移。示例不完美補(bǔ)償包括基于上面不完美測量的補(bǔ)償。可以使用任何合適的已知的或未來的方法來執(zhí)行測量和補(bǔ)償。例如，可以基于WO 2012/123578 Al中描述的方法來執(zhí)行偏移補(bǔ)償和增