一种分时交替模数转换器多通道失配误差校准方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种分时交替模数转换器多通道失配误差校准的方法及系统，包括采样模块、检测模块、校准模块和复用模块；采集分时交替模数转换器的各通道采样数据；选择多通道中的一个作为基准通道，其他为被校准通道；检测基准通道采样数据和被校准通道校准数据之间的时间直流偏置以及增益误差估计向量；对被校准通道采用多级逐步校准的方式进行校准；对检测模块和校准模块进行复用。采用本发明专利技术提供的方法将多通道拆分成两两校准的多级校准结构，能够保证校准性能的同时，节省硬件资源。

【技术实现步骤摘要】
一种分时交替模数转换器多通道失配误差校准方法和系统
本专利技术涉及信号处理领域，尤其涉及一种分时交替模数转换器多通道失配误差校准方法和系统。
技术介绍
高速ADC(AnalogtoDigitalConverter，数模转换器)是高性能信号处理系统的关键部件，在大带宽通信系统、仪器仪表、雷达等复杂系统中均有应用，其性能主要有采样速率和采样有效位数两个指标。分时交替模数转换器TIADC(TimeInterleavedAnalogtoDigitalConverter)是一种并行交替型ADC，为了提高采样率，一方面可以提高设计能力加快单通道采样速率，另一方面可以增加TIADC的通道数。增加通道数是快速提高采样率的现阶段的可行方案，但由于多通道之间存在时间失配、直流偏置和增益误差，影响了TIADC的性能。现有技术中提供的校准算法结构，每个结构都有自己的优缺点，并没有较好的通用结构出现。本申请提供了一种TIADC多通道失配误差校准方法和系统，能够保证校准性能的同时，对校准模块和检测模块进行复用，节省硬件资源。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种分时交替模数转换器多通道失配误差校准方法和系统，能够校准多通道TIADC失配误差，同时能够节省校准和检测硬件资源。本申请采用的技术方案是：一种TIADC多通道失配误差校准系统，包括：采样模块、检测模块、校准模块和复用模块；采样模块，用于采集分时交替模数转换器TIADC的各通道采样数据；多通道TIADC包括M个采样时刻交错的ADC通道，选择其中之一作为基准通道，其他通道作为被校准通道；检测模块，用于检测基准通道采样数据和被校准通道校准数据之间的时间直流偏置以及增益失配误差，计算出失配误差估计向量；所述失配误差估计向量包括时间失配、直流偏置和增益误差；校准模块，用于对所述被校准通道的采样数据进行校准；复用模块，用于对校准模块和/或检测模块的复用进行控制。输入信号Vin进入ADC后，分别进入基准通道和被校准通道；基准通道的采样数据输入检测模块；被校准通道的采样数据和失配误差估计向量经校准模块校准后输出校准数据；基准通道的采样数据和被校准通道的校准数据经检测模块输出失配误差估计向量，所述失配误差估计向量再作为校准模块的输入值输入校准模块参与校准计算。采用多级逐步校准的方式对所述被校准通道进行校准，通道数M为2的N次幂，校准级数为N，每级同时进行校准，前级校准完成后进行后级校准。被校准通道校准后作为基准通道用以校准其他被校准通道，所述被校准通道均分别与基准通道进行误差校准；校准过程遵循等效相邻基准信道原则：被校准通道与基准通道之间，在采样时间上一定呈现等时间差关系。因此，所述多级逐步校准的方式过程中，每级被校准通道的选择，都遵循所述等效相邻基准信道原则。复用模块实现检测模块和/或校准模块的复用控制，包括：第一种实现方式，所述复用模块控制数据流在上一级校准完成后，保留上一级的校准参数，将数据流接入下一级进行校准，完成校准资源的复用控制；其中，对于静态应用场景，复用模块对检测模块和校准模块进行复用，检测模块和校准模块数均为M/2；对于动态应用场景，复用模块对检测模块进行复用，检测模块数为M/2。第二种实现方式，所述复用模块保留每级校准参数，控制每级校准操作的数据流切换；其中，对于静态应用场景，复用模块对检测模块和校准模块进行复用，检测模块和校准模块数均为1；对于动态应用场景，复用模块对检测模块进行复用，检测模块数为1。本申请提供了一种分时交替模数转换器多通道失配误差校准的方法，包括：采集多通道TIADC的各通道采样数据；所述多通道TIADC包括M个采样时刻交错的ADC通道，选择其中之一作为基准通道，其他通道作为被校准通道；检测基准通道采样数据和被校准通道校准数据之间的时间直流偏置以及增益失配误差，计算出失配误差估计向量；被校准通道的采样数据和所述失配误差估计向量输入校准模块进行校准；基准通道的采样数据和被校准通道的校准数据输入检测模块，输出失配误差估计向量，所述失配误差估计向量作为校准模块的输入值输入校准模块参与校准计算。采用多级逐步校准的方式对所有被校准通道进行校准；所述被校准通道校准后作为基准通道校准其他被校准通道；所述被校准通道均分别与基准通道进行误差校准。校准过程遵循等效相邻基准信道原则：被校准通道与基准通道之间，在采样时间上一定呈现等时间差关系。因此，所述多级逐步校准的方式过程中，每级被校准通道的选择，都遵循所述等效相邻基准信道原则。多通道通道数M为2的幂次方，校准级数为N，每级同时进行校准，前级校准完成后进行后级校准。对检测模块和校准模块的复用控制，包括：第一种实现方式，控制数据流在上一级校准完成后，保留上一级的校准参数，将数据流接入下一级进行校准，；其中，对于静态应用场景，对检测模块和校准模块进行复用，检测模块和校准模块数均为M/2；对于动态应用场景，对检测模块进行复用，检测模块数为M/2。第二种实现方式，控制每级校准操作的数据流切换，保留每级校准参数；对于静态应用场景，复用模块对检测模块和校准模块进行复用，检测模块和校准模块数均为1；对于动态应用场景，复用模块对检测模块进行复用，检测模块数为1。本专利技术取得的有益效果是：1、将多通道个数设计成2的幂次方，便于两两校准的拆分，简化了电路设计，使得此方法的可扩展性大大加强。2、第一种实现方式兼顾了每级校准并行计算和复用资源的优势。3、第二种实现方式支持单一校准模块和检测模块的完全复用，极大节省了硬件资源，适合对校准时间要求不高但对硬件成本要求较高的场合。为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。附图说明图1是本专利技术提供的一种TIADC多通道失配误差校准系统图；图2是本专利技术提供的TIADC双通道失配误差校准结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的TIADC多通道多级逐步失配误差校准模块的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种TIADC多通道多级逐步失配误差校准系统复用结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种TIADC多通道多级逐步失配误差校准系统，校准模块和检测模块的完全复用的结构示意图。具体实施方式以下描述和附图充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本专利技术的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本专利技术的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“专利技术”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的专利技术，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个专利技术或专利技术构思。实施例一TIADC多个通道之间的采样不可能做到完全均匀，即各个通道出现通道失配，TIADC采集系统通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分时交替模数转换器多通道失配误差校准系统，其特征在于，包括：采样模块、检测模块、校准模块和复用模块；采样模块，用于采集分时交替模数转换器TIADC的各通道采样数据；多通道分时交替模数转换器TIADC包括M个采样时刻交错的ADC通道，选择其中之一作为基准通道，其他通道作为被校准通道；检测模块，用于检测基准通道采样数据和被校准通道校准数据之间的时间直流偏置以及增益失配误差，计算出失配误差估计向量；校准模块，用于对所述被校准通道的采样数据进行校准；复用模块，用于对校准模块和/或检测模块的复用进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种分时交替模数转换器多通道失配误差校准系统，其特征在于，包括：采样模块、检测模块、校准模块和复用模块；采样模块，用于采集分时交替模数转换器TIADC的各通道采样数据；多通道分时交替模数转换器TIADC包括M个采样时刻交错的ADC通道，选择其中之一作为基准通道，其他通道作为被校准通道；检测模块，用于检测基准通道采样数据和被校准通道校准数据之间的时间直流偏置以及增益失配误差，计算出失配误差估计向量；校准模块，用于对所述被校准通道的采样数据进行校准；复用模块，用于对校准模块和/或检测模块的复用进行控制。2.如权利要求1所述的分时交替模数转换器多通道失配误差校准系统，其特征在于，被校准通道校准后作为基准通道用以校准其他被校准通道，所述被校准通道均分别与基准通道进行误差校准。3.如权利要求1所述的分时交替模数转换器多通道失配误差校准系统，其特征在于，输入信号Vin进入ADC后，分别进入基准通道和被校准通道；基准通道的采样数据输入检测模块；被校准通道的采样数据和所述失配误差估计向量经校准模块校准后输出校准数据；基准通道的采样数据和被校准通道的校准数据经检测模块输出失配误差估计向量，所述失配误差估计向量再作为校准模块的输入值输入校准模块参与校准计算。4.如权利要求1所述的分时交替模数转换器多通道失配误差校准系统，其特征在于，采用多级逐步校准的方式对所述被校准通道进行校准，通道数M为2的N次幂，校准级数为N，每级同时进行校准，前级校准完成后进行后级校准。5.如权利要求4所述的分时交替模数转换器多通道失配误差校准系统，其特征在于，所述多级逐步校准的方式遵循等效相邻基准信道原则：被校准通道与基准通道之间，在采样时间上呈现等时间差关系。6.如权利要求1所述的分时交替模数转换器多通道失配误差校准系统，其特征在于，所述复用模块控制数据流在上一级校准完成后，保留上一级的校准参数，将数据流接入下一级进行校准，完成校准资源的复用控制。7.如权利要求6所述分时交替模数转换器多通道失配误差校准系统，其特征在于，对于静态应用场景，对检测模块和校准模块进行复用，检测模块和校准模块数均为M/2；对于动态应用场景，对检测模块进行复用，检测模块数为M/2。8.如权利要求1所述的分时交替模数转...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩，
申请(专利权)人：北京新岸线移动多媒体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11