时间交织逐次逼近型模数转换器及其校准方法技术

本发明专利技术提供一种时间交织逐次逼近型模数转换器TISAR ADC的校准方法、一种TISAR ADC。其中，所述TISAR ADC的校准方法包括：对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号；根据所述参考数字信号和所述TISAR ADC的各个模数转换子模块生成的输出数字信号获得各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数和各个所述模数转换子模块的时延校准参数；根据各个所述电容阵列校准参数分别调整对应的所述模数转换子模块的电容阵列；根据各个所述时延校准参数分别调整对应的所述模数转换子模块的时间延迟。本发明专利技术提供TISAR ADC及其校准方法，能够对电容阵列误差和时间误差联合校准，从而提高对TISAR ADC中的电容阵列误差和时间误差的校准精度，进而提高TISAR ADC的精度和性能。ADC的精度和性能。ADC的精度和性能。

【技术实现步骤摘要】
时间交织逐次逼近型模数转换器及其校准方法


[0001]本公开涉及信号处理和通信领域，具体地，涉及一种时间交织逐次逼近型模数转换器的校准方法和一种时间交织逐次逼近型模数转换器。

技术介绍

[0002]在现代通信领域中，射频采样接收机可以对接收信号直接数字化，然后在数字域进行处理，具有成本低、功耗小、性能好的优点。
[0003]射频采样接收机主要通过模数转换器(ADC)将接收到的模拟信号转换为数字信号，其中，逐次逼近模数转换器(SAR ADC，Successive Approximation Register ADC)相比流水线型模数转换器(Pipelined ADC)进一步降低了功耗，近来受到广泛关注。
[0004]但是SAR ADC由于逐次逼近等原因，速率难以上升。时间交织SAR ADC使用多个SAR ADC同时工作，并交替输出转换结果，从而在不增加设计难度的情况下成倍提高系统的转换速率，为突破上述SAR ADC速率难以上升的瓶颈提供了有效的解决方法。
[0005]不过，时间交织SAR ADC会因为各个SAR ADC的电容误差引起非线性，并因时间误差产生杂散，制约了时间交织SAR ADC的转换精度，无法满足无线通信中高速高精度的要求。
[0006]因此如何解决时间交织SAR ADC由于各个SAR ADC不匹配和电容阵列误差产生的杂散和非线性，提高转换的精度成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术存在的上述问题的至少一个方面，本公开提供一种时间交织逐次逼近型模数转换器的校准方法和一种时间交织逐次逼近型模数转换器。
[0008]作为本公开的第一个方面，提供一种时间交织逐次逼近型模数转换器TISAR ADC的校准方法，包括：
[0009]对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号；
[0010]根据所述参考数字信号和所述TISAR ADC的各个模数转换子模块生成的输出数字信号获得各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数和各个所述模数转换子模块的时延校准参数；
[0011]根据各个所述电容阵列校准参数分别调整对应的所述模数转换子模块的电容阵列；
[0012]根据各个所述时延校准参数分别调整对应的所述模数转换子模块的时间延迟。
[0013]可选地，根据所述参考数字信号和所述TISAR ADC的各个模数转换子模块生成的输出数字信号获得各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数和各个所述模数转换子模块的时延校准参数的步骤包括：
[0014]分别计算各个所述模数转换子模块生成的输出数字信号的数值与在对应的采样时刻所述参考数字信号的数值之间的差值；
[0015]根据计算获得的各个所述差值分别计算各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数；
[0016]根据计算获得的各个所述差值分别计算各个所述模数转换子模块的时延校准参数。
[0017]可选地，根据计算获得的各个所述差值分别计算各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数的步骤包括：
[0018]根据各个所述差值分别计算各个所述模数转换子模块的电容阵列的权重误差；
[0019]根据所述权重误差计算对应的所述模数转换子模块的电容阵列的校准权重，将各个所述校准权重作为各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数。
[0020]可选地，根据计算获得的各个所述差值分别计算各个所述模数转换子模块的时延校准参数的步骤包括：
[0021]分别计算每一个所述模数转换子模块在不同的采样时刻对应的所述差值的平方和；
[0022]对于每一个所述模数转换子模块，根据所述平方和计算对应的所述模数转换子模块的模拟延时线数字控制码，将各个所述模拟延时线数字控制码作为各个所述模数转换子模块的时延校准参数。
[0023]可选地，在对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤之前，所述校准方法还包括：
[0024]检测所述TISAR ADC的温度；
[0025]在预定时间内采集到的所述温度超出预定范围的情况下，执行对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤。
[0026]可选地，在对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤之后，所述校准方法还包括：
[0027]判断所述参考数字信号和所述TISAR ADC的输出数字信号的差值是否大于第一门限值；其中，
[0028]在所述参考数字信号和所述TISAR ADC的输出数字信号的差值大于所述第一门限值的情况下，执行根据所述参考数字信号和所述TISAR ADC的各个模数转换子模块生成的输出数字信号获得各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数和各个所述模数转换子模块的时延校准参数的步骤。
[0029]可选地，在对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤之后，所述校准方法还包括：
[0030]判断所述参考数字信号和所述TISAR ADC的输出数字信号的差值是否小于第二门限值；其中，
[0031]在所述参考数字信号和所述TISAR ADC的输出数字信号的差值小于所述第二门限值的情况下，停止执行根据所述参考数字信号和所述TISAR ADC的各个模数转换子模块生成的输出数字信号获得各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数和各个所述模数转换子模块的时延校准参数的步骤。
[0032]可选地，在对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤之前，所述校准方法还包括：
[0033]获取根据各个所述电容阵列校准参数分别调整对应的所述模数转换子模块的电容阵列的步骤和根据各个所述时延校准参数分别调整对应的所述模数转换子模块的时间延迟的步骤的迭代次数；
[0034]在所述迭代次数超过预定阈值的情况下，停止执行对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤。
[0035]作为本公开的第二个方面，提供一种时间交织逐次逼近型模数转换器TISAR ADC，包括：
[0036]模数转换模块，包括多个模数转换子模块，多个所述模数转换子模块用于对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行时间交织采样，每个所述模数转换子模块均能够生成输出数字信号；
[0037]参考模数转换器模块，用于对所述模拟信号进行采样，以生成参考数字信号；
[0038]校准参数计算模块，用于根据所述参考模数转换器模块生成的所述参考数字信号和各个所述模数转换子模块生成的所述输出数字信号获得各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数和各个模数转换子模块的时延校准参数；
[0039]电容阵列误差补偿模块，包括多个误差补偿子模块，所述误差补偿子模块的数量与所述模数转换子模块的数量相同，且所述误差补偿子模块与所述模数转换子模块一一对应，所述电容误差补偿子模块用于根据各个所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间交织逐次逼近型模数转换器TISAR ADC的校准方法，包括：对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号；根据所述参考数字信号和所述TISAR ADC的各个模数转换子模块生成的输出数字信号获得各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数和各个所述模数转换子模块的时延校准参数；根据各个所述电容阵列校准参数分别调整对应的所述模数转换子模块的电容阵列；根据各个所述时延校准参数分别调整对应的所述模数转换子模块的时间延迟。2.根据权利要求1所述的校准方法，其中，根据所述参考数字信号和所述TISAR ADC的各个模数转换子模块生成的输出数字信号获得各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数和各个所述模数转换子模块的时延校准参数的步骤包括：分别计算各个所述模数转换子模块生成的输出数字信号的数值与在对应的采样时刻所述参考数字信号的数值之间的差值；根据计算获得的各个所述差值分别计算各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数；根据计算获得的各个所述差值分别计算各个所述模数转换子模块的时延校准参数。3.根据权利要求2所述的校准方法，其中，根据计算获得的各个所述差值分别计算各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数的步骤包括：根据各个所述差值分别计算各个所述模数转换子模块的电容阵列的权重误差；根据所述权重误差计算对应的所述模数转换子模块的电容阵列的校准权重，将各个所述校准权重作为各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数。4.根据权利要求2所述的校准方法，其中，根据计算获得的各个所述差值分别计算各个所述模数转换子模块的时延校准参数的步骤包括：分别计算每一个所述模数转换子模块在不同的采样时刻对应的所述差值的平方和；对于每一个所述模数转换子模块，根据所述平方和计算对应的所述模数转换子模块的模拟延时线数字控制码，将各个所述模拟延时线数字控制码作为各个所述模数转换子模块的时延校准参数。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的校准方法，其中，在对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤之前，所述校准方法还包括：检测所述TISAR ADC的温度；在预定时间内采集到的所述温度超出预定范围的情况下，执行对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤。6.根据权利要求1至4中任意一项所述的校准方法，其中，在对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤之后，所述校准方法还包括：判断所述参考数字信号和所述TISAR ADC的输出数字信号的差值是否大于第一门限值；在所述参考数字信号和所述TISAR ADC的输出数字信号的差值大于所述第一门限值的情况下，执行根据所述参考数字信号和所述TISAR ADC的各个模数转换子模块生成的输出数字信号获得各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数和各个所述模数转换子模块的时延校准参数的步骤。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的校准方法，其中，在对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤之后，所述校准方法还包括：判断所述参考数字信号和所述TISAR ADC的输出数字信号的差值是否小于第二门限值；在所述参考数字信号和所述TISAR ADC的输出数字信号的差值小于所述第二门限值的情况下，停止执行根据所述参考数字信号和所述TISAR ADC的各个模数转换子模块生成的输出数字信号获得各个所述模数转换子模块的电容阵列校准参数和各个所述模数转换子模块的时延校准参数的步骤。8.根据权利要求1至4中任意一项所述的校准方法，其中，在对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤之前，所述校准方法还包括：获取根据各个所述电容阵列校准参数分别调整对应的所述模数转换子模块的电容阵列的步骤和根据各个所述时延校准参数分别调整对应的所述模数转换子模块的时间延迟的步骤的迭代次数；在所述迭代次数超过预定阈值的情况下，停止执行对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行采样，以生成参考数字信号的步骤。9.一种时间交织逐次逼近型模数转换器TISAR ADC，包括：模数转换模块，包括多个模数转换子模块，多个所述模数转换子模块用于对输入至所述TISAR ADC的模拟信号进行时间交织采样，每个所述模数转换子模块均能够生成输出数字信号；参考模数转换器模块，用于对所述模拟信号进行采样，以生成参考...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，周红星，张哲，张作锋，宁东方，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：