[发明专利]一种压缩采样模数转换器误差校准方法

摘要

本发明涉及一种进行误差校准的压缩采样模数转换器信号处理方法，属于混合信号集成电路设计领域；本发明针对压缩采样模数转换器系统中电路实现中不可避免的非理想因素及其对后续信号恢复带来的影响，提出了在传统信号处理流程基础上增加误差估计及信号校准的思路，提出了“信号观测——误差估计——信号校准——信号恢复”的信号处理流程，可依据不同结构设定不同误差模型，并对硬件误差进行估计，对硬件观测信号进行校准，再将校准过的信号送入恢复模块，可有效消除压缩采样实际电路中非理想因素带来的性能恶化，在恢复前对采样信号进行校准，改善信号的恢复效果，实现更好的系统实现效果。

主权项

1.一种压缩采样模数转换器误差校准方法，其特征在于，根据压缩采样模数转换器的结构，在对压缩采样信号量化之后，引入误差校准方法，减少硬件实现部分引入的各项误差，之后再将校准过的信号通过恢复算法进行信息恢复，实现整个压缩采样模数转换器信号处理的完整流程，即将整个系统的信号处理流程由传统的“信号观测——信号恢复”修改为“信号观测——误差估计与信号校准——信号恢复”，消除硬件实现中的非理想因素，具体包括以下步骤：1)信号观测：将模拟输入信号与伪随机控制序列相乘，再经过一个低通滤波，完成对信号的压缩采样，采样频率低于信号的Nyquist采样频率，再通过模数转换，得到一系列数字序列，即信号的压缩采样结果；2)误差估计与信号校准：根据实际的压缩采样方法和电路结构，确定误差模型，再由信号观测结果可估计出压缩采样环节产生的误差的大致范围和波形，考虑量化误差、电容失配、工艺偏差和电路噪声因素的影响，在压缩采样观测中，采样频率与输入信号频率无关，采样点服从独立同分布，以单位峰值正弦信号输入进行仿真，引入观测误差并根据中心极限定理对误差进行估计拟合，估值与实际误差值基本吻合，根据估计值对信号进行修正，即实现信号的校准；3)信号恢复：信号恢复是利用信号的稀疏性，用较少的观测信号实现对原始信号的恢复，数学意义上是解一个欠定方程组，应用凸优化方法进行求解，根据电路系统的应用特点，使用优化算法中的交替方向法进行信号恢复，并将传统算法与校准方法结合，提出结合了误差校准的恢复算法。