[发明专利]一种TIADC系统失配误差校正方法及系统

说明书

本发明公开了一种TIADC系统失配误差校正方法及系统，属于数字信号处理技术领域，包括：将不同频率点的正弦波信号作为TIADC系统的输入，计算TIADC系统中各待校准通道相对于参考通道在不同频点的失配误差，该失配误差包括增益误差、采样时钟相位误差和偏置误差；利用机器学习方式，基于不同频点的失配误差，对滤波器的系数进行迭代训练，得到迭代稳定后的滤波器系数；利用迭代稳定后的滤波器系数对TIADC系统的输出波形数据进行修正。本发明适用于宽带信号修正且易于硬件集成。

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，特别涉及一种TIADC系统失配误差校正方法及系统。

背景技术

高速高精度的模拟数字变换技术在高能物理实验、数字存储示波器、通信、雷达等领域均有着重要且广泛的应用，虽然随着半导体工艺的进步以及集成电路设计技术的发展，单个ADC采样率性能已经有了很大的提升，但由于应用需求也在不断升级，在很多场景下单片ADC仍然无法满足应用的需求，尤其是在需要同时满足高速和高精度的场合下。一种行之有效的方法是采用多通道时间交织(Time-Interleaved)结构，即使用M片ADC芯片通过并行交替采样将系统采样率提升为单片ADC的M倍。

然而，由于信号延时的不同以及芯片制造工艺的偏差等原因，各通道间不可避免的会存在诸多失配如偏置失配、增益失配以及采样时钟相位失配等。这些失配会对输入信号进行调制，在频谱上则表现为在相应的频点出现杂散，从而恶化多通道TIADC(Time-Interleaved ADC)系统的动态性能，因此，需要对TIADC的各项失配误差进行校准。

针对TIADC的失配误差校准问题，已有多种方法和技术被提出，比如：在硬件电路上对不同通道的信号进行延时调节、自适应失配补偿技术、分数延时滤波器和完美重构滤波器等方法。但大多是将偏置误差、增益误差以及采样时间相位误差作为独立的校准对象分别进行校准，且存在或是修正效果不够理想、或是只能适用于窄带信号、或是消耗硬件资源较大等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，以对TIADC中存在的失配误差进行精确的校正，且不受通道数目限制。

为实现以上目的，一方面，采用一种TIADC系统失配误差校正方法，包括如下步骤：

S1、将不同频率点的正弦波信号作为TIADC系统的输入，计算TIADC系统中各待校准通道相对于参考通道在不同频点的失配误差，该失配误差包括增益误差、采样时钟相位误差和偏置误差；

S2、利用机器学习方式，基于不同频点的失配误差，对滤波器的系数进行迭代训练，得到迭代稳定后的滤波器系数；

S3、利用迭代稳定后的滤波器系数对TIADC系统的输出波形数据进行修正。

进一步地，所述步骤S1：将不同频率点的正弦波信号作为TIADC系统的输入，计算TIADC系统中各待校准通道相对于参考通道在不同频点的失配误差，包括：

选取不同频率点的正弦波信号作为由M个采样通道构成的TIADC系统的输入，获取各通道的采样数据，利用拟合的目标函数对每个采样通道的波形数据进行正弦波参数拟合，得到拟合参数，所述拟合参数包括正弦波的幅度、角频率、相位和直流偏置；

选取一个采样通道作为参考通道，将剩余M-1个采样通道作为待校准通道，利用拟合参数分别计算M-1个待校准通道相对于参考通道在不同频点下的失配误差。

进一步地，所述拟合的目标函数为：

其中，A、ω、和DC为待拟合的参数，分别代表拟合后正弦波的幅度、角频率、相位和直流偏置，t_i表示第i个采样点的采样时刻，y_i表示第i个采样点的幅度值。