一种基于自相关的时钟失配估计算法制造技术

本发明专利技术公开一种基于自相关的时钟失配估计算法，属于数模电路转换领域。在M通道的TIADC中，计算出相邻两通道之间乘积的期望；通过相应的公式变换得到其他通道相对于第一通道的时间误差；将得到的时钟误差送入一个迭代方程来逼近真实的误差，并使用一个变步长的算法来加速迭代的过程；将经过迭代的时间误差送入校准模块中进行通道的校准操作；用校准完成后的数据继续计算相邻两通道之间乘积的期望。本发明专利技术通过变步长LMS算法来提高所估计的时钟误差的收敛速度，迭代步长能随着迭代次数的增加而逐渐减少，通过设置初值和最小值确保算法稳定收敛，既能使估计量快速收敛，也能保证估计量的精确性高。计量的精确性高。计量的精确性高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自相关的时钟失配估计算法


[0001]本专利技术涉及数模电路转换
，特别涉及一种基于自相关的时钟失配估计算法。

技术介绍

[0002]ADC(analog
‑
to
‑
digital Converter，A/D转换器)是连接模拟电路和数字电路的重要接口模块，其性能决定着数字信号处理系统的效率。数字信息处理系统的快速发展对ADC的精度与采样速率的要求越来越高，而ADC因其自身的设计难度难以跟上数字信号处理的速度，已经成为限制信号处理的主要瓶颈。而TIADC(time
‑
interleaved ADC，时间交织模数转换器)可以将多个ADC进行并行交替采样工作实现工作速度的成倍提升，已经成为高速ADC结构选择的主流和方向。
[0003]图1是常见的TIADC的系统框图，可以看出，一个M通道、采样速率为f
s
的TIADC由M个子ADC(即Sub
‑
ADC1、Sub
‑
ADC2...、Sub
‑
ADC
M
)组成，每一个子ADC的采样速率是f
s
/M，所有子ADC的输出结果(即y1[n]、y2[n]、..、y
M
[n])再通过多路选择器得到最终的输出。
[0004]然而，由于制造工艺的偏差，每一个子ADC的性能并不能做到完全一致，这就会导致相邻的子ADC之间的采样间隔并不是固定的T
s
，如图2所示。其中，t1,t2,
…
,t
m
对应的是TIADC理想的采样时刻，虚线部分对应的是由于时钟误差导致的TIADC实际采样时刻，γ1,γ2,
…
,γ
m
分别是每一个子通道ADC的时钟误差值。虽然每个通道的时钟误差的值很小，但是它们却严重影响了TIADC的整体性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于自相关的时钟失配估计算法，以解决
技术介绍
中的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于自相关的时钟失配估计算法，包括：
[0007]步骤1：在M通道的TIADC系统中，相邻通道之间的统计学特性包含了时间误差分量，因此通过计算相邻通道之间的相关性，即相邻通道之间的乘积的期望，能够将相邻通道之间的时间误差提取出来；
[0008]步骤2：将得到的相邻通道之间的时间误差通过公式变换，转换成其他通道相对于第一通道的时间误差，第一通道作为参考通道无需校准；
[0009]步骤3：将其他通道相对于第一通道的时间误差进行LMS算法迭代来逼近真实的误差，采用一个变步长LMS算法来加速收敛的过程；
[0010]步骤4：将经过迭代的时间误差送入校准模块中进行通道的校准操作；
[0011]步骤5：用校准完成后的数据继续重复步骤1的操作，计算相邻通道之间的相关性。
[0012]在一种实施方式中，相邻两通道之间乘积的期望为：
[0013]R
i,i+1
＝E(y
i
[n]·
y
i+1
[n])
[0014]＝E(x((nM+i)
·
T
S
+γ
i
)
×
x((nM+i+1)
·
T
s
+γ
i+1
)
[0015]＝R
x
(T
s
+γ
i+1
‑
γ
i
)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0016]其中y
i
[n]为第i通道的输出，i为小于M的正整数；R
x
表示自相关函数，E(
·
)表示均值，n为采样点数的序号，x为理想的输入信号，T
s
为TIADC的采样周期，γ
i
为第i通道的时间误差；通过一阶泰勒近似，公式(1)写成：
[0017]R
i,i+1
≈R
x
(T
s
)+(γ
i+1
‑
γ
i
)
·
R
′
x
(T
s
)
ꢀꢀ
(2)
[0018]其中R'
x
(T
s
)表示输入信号自相关函数的导数。
[0019]在一种实施方式中，构造了一个新的函数，能够得到其他通道相对于第一通道的时间误差，如下所示：
[0020]B
i
＝(M
‑
i+1)
·
(R
1,2
+R
2,3
+
…
+R
i
‑
1,i
)
‑
(i
‑
1)
·
(R
i,i+1
+
…
+R
M,1
)
[0021]＝(M
‑
i+1)
·
[(i
‑
1)
·
R
x
(T
s
)+(γ
i
‑
γ1)
·
R
′
x
(T
s
)]‑
(i
‑
1)
·
[(M
‑
i+1)
·
R
x
(T
s
)+(γ1‑
γ
i
)
·
R
′
x
(T
s
)][0022]＝M
·
R
′
x
(T
s
)
·
(γ
i
‑
γ1)
[0023]＝M
·
R'
x
(T
s
)
·
Δγ
i (3)
[0024]其中B
i
表示第i通道相对于第一通道的时间误差，把第一通道作为参考通道，则γ0＝0。
[0025]在一种实施方式中，经过校准后的信号送入一个迭代方程以消除残余的时钟失配误差包括：
[0026]使用最小均方算法来动态的调整估计量，如下所示：
[0027][0028]μ是最小均方算法的迭代步长，为经过迭代后的第i通道相对于第一通道的估计量，B
i
[n]为当前固定估计量。
[0029]在一种实施方式中，所述迭代步长μ基于迭代点数而变化，如下所示：
[0030][0031]其中μ0为初始迭代步长，β本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自相关的时钟失配估计算法，其特征在于，包括：步骤1：在M通道的TIADC系统中，相邻通道之间的统计学特性包含了时间误差分量，因此通过计算相邻通道之间的相关性，即相邻通道之间的乘积的期望，能够将相邻通道之间的时间误差提取出来；步骤2：将得到的相邻通道之间的时间误差通过公式变换，转换成其他通道相对于第一通道的时间误差，第一通道作为参考通道无需校准；步骤3：将其他通道相对于第一通道的时间误差进行LMS算法迭代来逼近真实的误差，采用一个变步长LMS算法来加速收敛的过程；步骤4：将经过迭代的时间误差送入校准模块中进行通道的校准操作；步骤5：用校准完成后的数据继续重复步骤1的操作，计算相邻通道之间的相关性。2.如权利要求1所述的基于自相关的时钟失配估计算法，其特征在于，相邻两通道之间乘积的期望为：R
i，i+1
＝E(y
i
[n]
·
y
i+1
[n])＝E(x((nM+i)
·
T
s
+γ
i
)
×
x((nM+i+1)
·
T
s
+γ
i+1
)＝R
x
(T
s
+γ
i+1
‑
γ
i
)
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中y
i
[n]为第i通道的输出，i为小于M的正整数；R
x
表示自相关函数，E(
·
)表示均值，n为采样点数的序号，x为理想的输入信号，T
s
为TIADC的采样周期，γ
i
为第i通道的时间误差；通过一阶泰勒近似，公式(1)写成：R
i，i+1
≈R
x
(T
s
)+(γ
i+1
‑
γ
i
)
·
R
′
x
(T
s
)
ꢀꢀꢀꢀ
(2)其中R
′
x
(T
s
)表示输入信号自相关函数的导数。3.如权利要求2所述的基于自相关的时钟失配估计算法，其特征在于，构造了一个新的函数，能够得到其他通道相对于第一通道的时间误差，如下所示：B
i
＝(M
‑
i+1)
·
(R
1，2
+R
2,3
+

【专利技术属性】
技术研发人员：吴旭凡，程剑平，董业民，
申请(专利权)人：上海芯炽科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：