[发明专利]一种具有自动校准功能的数字示波器多路ADC交叉采样电路及其校准方法

权利要求书

1.一种数字示波器多路ADC交叉采样电路的自动校准方法，其特征在于，包括：

计算ADC的偏移和增益；ADC的偏移和增益通过求解下列方程组得到：

其中，表示ADC采集低电压信号平均值，表示ADC采集高电压信号平均值；offset₁、offset₂表示ADC偏移，gain₁、gain₂表示ADC增益，real_low表示低电压真实值；real_high表示高电压真实值；下标1和2表示同时分别采集低电压直流信号和高电压直流信号的两个ADC，低压信号为ADC满量程的1/8，高压信号为满量程的7/8；

根据偏移和增益，计算校准寄存器数值，完成ADC偏移和增益的校准；

按照相位顺序依次对ADC进行相位校准；相位校准方法为：

(a)设置ADC_m的相位调整方向为正向，加入正弦波，用两片偏移和增益已经校准的ADC进行交叉采样,m表示第m个ADC；

(b)将交叉采样数据进行傅里叶变换，搜索高频分量中幅值最大值F_max；

(c)根据调整方向调整ADC_m相位一个步长，重新进行交叉采样；

(d)将交叉采样数据进行傅里叶变换，搜索高频分量中幅值最大值F_tmp；

(e)F_max＝F_tmp，如果F_max＞F_tmp，则ADC2相位调整方向不变，令F_max＝F_tmp，跳到步骤c继续，直到F_tmp达到预设的足够小；如果F_max＜F_tmp，则令ADC_m相位调整方向反向，跳到步骤c。

2.一种用于实现如权利要求1所述方法的具有自动校准功能的数字示波器多路ADC交叉采样电路，其特征在于：主要由校准信号生成模块、时钟发生与同步模块、采集模块以及数字信号处理模块组成；所述校准信号生成模块与采集模块连接，配置为产生2ⁿ路ADC的增益和相位校准信号，并将产生的校准信号输入所述的采集模块，n为正整数；所述时钟发生与同步模块配置为产生2ⁿ路ADC所需的校准时钟信号，使2ⁿ路ADC在相应时钟信号的作用下同步采集；所述采集模块由2ⁿ个ADC组成，配置为在所述时钟发生与同步模块产生的2ⁿ个时钟信号控制下，对校准信号生成模块的校准信号进行模数转换，生成2ⁿ路数据流和2ⁿ个数字时钟信号；所述数字信号处理模块配置为在2ⁿ个数字时钟信号的控制下，接收2ⁿ路数据流，并对所述数据流进行处理和运算，完成采集数据的校准。

3.根据权利要求2所述的具有自动校准功能的数字示波器多路ADC交叉采样电路，其特征在于：所述的校准信号生成模块包括直流信号生成单元、正弦信号生成单元、开关选择单元和信号分配单元，所述直流信号生成单元主要产生2ⁿ路ADC的增益和偏移校准所需要的直流信号；正弦信号生成单元主要产生相位校准所需要的正弦波信号；开关选择单元主要用于切换直流信号和正弦信号的输出，用于增益、偏移和相位的校准；信号分配模块主要将校准信号分成2ⁿ路CH[1:2ⁿ]同时送给采集模块，用于校准数据的输入。

4.根据权利要求3所述的具有自动校准功能的数字示波器多路ADC交叉采样电路，其特征在于：所述的直流信号为后端ADC满量程的1/8和7/8。

5.根据权利要求3所述的具有自动校准功能的数字示波器多路ADC交叉采样电路，其特征在于：所述正弦波信号的频率为后端ADC采样率的1/10。