[发明专利]基于校正方向判定的时间交织ADC用采样时间失配校正方法

说明书

基于校正方向判定的时间交织ADC用采样时间失配校正方法，属于模数转换器设计领域。该方法在校正初始阶段指定一个校正方向，然后按照当前的校正方向用采样时间失配的最大校正范围D_max来校正采样时间失配，再根据重新计算后的时间交织ADC各通道采样时间失配表征量B_i′与未校正前的B_i的符号来判断当前校正方向是否正确，从而得出正确的初始校正方向进行采样时间失配校正，之后的每个校正周期通过比较当前周期与上一周期中B_i的符号继续调整校正方向，校正过程中采用固定步长调节采样时间失配反馈值。本发明能够自动判断校正方向，而不会限制输入信号的频率范围，并且具有复杂度低，硬件开销小和易于实现的优点。

技术领域

本发明涉及模数转换器设计领域，特别是涉及一种基于校正方向判定的用于校正时间交织ADC采样时间失配的校正方法。

背景技术

模数转换器(ADC)广泛应用于电子通信和仪器仪表领域，它能够将模拟信号转换成数字信号，便于我们在数字域利用数字信号处理技术对信号进行各种处理。随着技术的发展，对ADC的速度要求越来越高，由此一种将多个ADC并行起来分时工作从而提高ADC整体速度的架构应运而生，采用这种架构的ADC也被称为时间交织ADC。

时间交织ADC的工作原理图如图1所示，图中所示的时间交织ADC包含M个子通道ADC，每个子通道ADC都在各自的时钟控制下交错工作着，单通道的工作频率为f_s/M，而整个ADC的工作频率为f_s。所以，采用时间交织架构，系统的工作速度相对于单通道而言提高了M倍。

理论上，子通道数越多，时间交织ADC的工作速度越快。但是，随着通道数的增多，时间交织ADC的动态性能会受到一些因素的制约，如：失调失配、增益失配、采样时间失配、带宽失配。

解决以上失配问题主要分为检测和校正两个方面，检测即采用某种算法表征出失配量，校正即利用表征出的失配量对失配进行修正，最后使失配趋于零。为了解决时间交织ADC中已有的采样时间失配问题，专利CN103312329A中提出了一种基于相邻通道间量化值作差的算法来检测通道间的采样时间失配量，然后将失配量处理后反馈回时钟单元补偿采样时钟失配。该校正方法的采样时间失配校正环路如图2所示，图中以四通道的时间交织ADC为例，子通道ADC的输出数据y_i(i＝1，2，3，4)经过数据处理单元得到各通道采样时间失配表征量B_i，B_i经过反馈单元得到各通道采样时间失配的反馈值C_i(C_i为反馈到时钟单元中用以调节相应通道时钟延迟的采样时间失配反馈值)，C_i被反馈到时钟单元实现采样时间失配的负反馈调节。

然而上述算法在失配检测阶段还存在一定缺陷。在上述算法中，需要通过B_i的符号判断采样时间失配的方向从而确定校正的方向，但实际上B_i的符号与输入信号频率f_in所处的频率区域和采样时间失配量ΔT的正负都有关。如图3所示，即在第一和第三奈奎斯特区，B_i和ΔT成正相关(奇数奈奎斯特区均为正相关，此处为了简要说明，仅以第一和第三奈奎斯特区为例)，而在第二和第四奈奎斯特区，B_i和ΔT成负相关(偶数奈奎斯特区均为负相关，此处为了简要说明，仅以第二和第四奈奎斯特区为例)。所以，在不明确具体输入信号频率的情况下，上述算法并不能正确的对采样时间失配进行校正，也即该算法在应用时，必须要明确输入信号所处的奈奎斯特区。这样实际上就限制了该校正算法的应用范围，只能应用在奇数奈奎斯特区或者只能应用在偶数奈奎斯特区，而不能同时应用在全部奈奎斯特区。

发明内容

针对现有技术中需要确定具体输入信号频率才能对采样时间失配进行校正的不足之处，本发明提出一个在失配检测阶段自动判断采样时间失配校正方向的校正方法，去除传统算法的应用范围限制。