【技术实现步骤摘要】
本申请涉及集成电路中的模数转换器(analog-to-digital converter adc)技术，特别涉及时间交织模数转换器(time-interleaved analog-to-digital converterti-adc)，具体而言，涉及时间交织模数转换器误差校正方法及时间交织模数转换器。
技术介绍
1、超高速模数转换器，是集成电路设计中最具设计挑战和设计难度的模块之一，通常采用时间交织(time-interleaved)结构实现，来降低功耗和实现复杂度，其基本原理是使用n个采样率为fs/n的慢速通道子adc按均匀时钟相位交替工作，各个子adc输出数据使用mux(多路复用器)按工作次序合成，实现采样率为fs的adc功能，其电路结构如图1所示，各通道采样脉冲时序关系如图2所示。
2、sar(successive approximation register)结构的adc具有低功耗、面积小、实现结构简单等特点，常用做超高速密集通道时间交织结构adc的通道子adc。sar adc又分为同步sar adc和异步sar adc，由于异步sar adc具有更高的转换速度，高速时间交织结构adc的通道子adc通常采用异步sar adc。
3、传统的时间交织adc结构具有失调、增益、时钟相位以及带宽失配等误差需要校正，一般会采用各种前台和后台的校正方法，来消除adc的失配误差，提高线性度。
4、前台的误差预校正方法，预先估计出误差参数，进行固化参数校正。根据固化的失调和增益误差参数，对adc输出数
5、y(n)＝x(n)*(1+gain_err)-offset_err。
6、该校正方法工作稳定可靠性高，但是该误差预校正方法无法跟踪误差量随工作温度、电压以及芯片老化影响的变化波动，会产生性能劣化。
7、后台的校正方法，能够实时估计跟踪误差量变化，调整校正参数，在模拟域或者数字域对误差进行校正，保持较好的线性度。但是后台校正方法，大多基于盲校正，依赖于外部输入信号，利用adc输出数据，实时对误差量进行计算估计，反馈校正，对输入信号特征或者应用环境有一定限制条件，具有一定的应用局限性。例如基于相关的校正方法，对输入信号的统计特性具有要求；例如基于均衡的校正方法需要额外增加高精度的参考adc通道，用于均衡校正。
8、为了规避上述后台校正方法，依赖输入信号或者应用环境的局限性的问题，安捷伦、adi等公司提出了基于随机化的时间交织结构adc误差校正结构及方法，如图3所示。通过增加额外的冗余子adc的方式，打乱固有的时间交织工作模式，使各个通道子adc随机交替工作，从而将时间交织结构引入的失调、增益失配、时钟相位失配以及带宽失配等误差导致的频谱上出现的杂散spur(毛刺)打散到噪底，从而达到提高线性度的目的。
9、参见图3所示，该方法共使用n+δn(δn≥1)个相同结构的采样率为fs/n的子adc，每个采样量化时刻，均有δn+1个子adc处于空闲状态，可以随机选用其中一个进行工作，从而打乱固有的时间交织工作模式，达到消除时间交织误差的目的。该方式不依赖于输入信号，具有较好的性能鲁棒性，但是该方法需要额外增加冗余子adc，增加了模拟设计复杂度和芯片面积。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种时间交织模数转换器误差校正方法及时间交织模数转换器，以解决现有技术时间交织adc的误差校正问题。
2、为了实现上述目的，根据本申请具体实施方式的一个方面，提供了一种时间交织模数转换器误差校正方法，所述时间交织模数转换器具有n个通道子adc，各个通道子adc采样率为fs/n，其特征在于，通过检测n个通道子adc的工作状态，随机选择处于空闲状态的子adc进行采样量化操作，实现各子adc的随机采样量化，打散时间交织结构adc固有工作模式；其中，n为通道数，fs为采样频率。
3、进一步的，所述n个通道子adc为sar adc结构。
4、具体步骤如下：
5、在下一个采样脉冲相位φn到来前的φ’n时刻，监测所有通道子adc是否提前完成了采样量化，若是，则将提前完成了采样量化的通道子adc列入空闲状态，否则不列入空闲状态；
6、若在φ’n时刻，监测到当前采样脉冲相位φn工作的通道子adc未处于空闲状态，则同时检查该通道子adc是否提前执行了其他采样脉冲相位的采样量化操作，若是，则当前采样脉冲相位φn工作的通道子adc不列入空闲状态，否则列入空闲状态；
7、从所有空闲状态的通道子adc中随机选择其中之一作为下一个采样脉冲相位φn的工作子adc。
8、为了实现上述目的，根据本申请具体实施方式的另一个方面，提供了一种时间交织模数转换器，包括控制单元、n个通道子adc，各个通道子adc采样率为fs/n，其特征在于，所述控制单元包含：
9、通道子adc量化状态监测模块，用于监测可用于采样量化的处于空闲状态的通道子adc，通道子adc完成量化操作后置位量化完成标志位，通道子adc执行采样操作时复位量化完成标志位；
10、通道子adc工作状态监测模块，用于记录各个采样脉冲相位使用的通道子adc编号；同时记录当前采样脉冲相位φn使用的通道子adc是否已提前完成量化操作，在下一个采样脉冲相位φn到来之前，用于了其他采样脉冲相位的采样量化操作；
11、随机数发生器，用于控制选择下一个采样脉冲相位使用的通道子adc。
12、时序控制模块，用于生成对应的通道子adc工作时钟；根据通道子adc工作状态监测模块记录的各个采样脉冲相位使用的通道子adc编号，将各子adc输出量化数据，按工作先后次序，合成为采样率为fs的adc输出数据。
13、进一步的，所述n个通道子adc为sar adc结构。
14、具体的，所示控制单元执行如下工作流程：
15、初始化adc各个采样脉冲相位φn使用的通道子adc，并记录；
16、在下一个采样脉冲相位φn到来前的φ’n时刻，监测所有通道子adc是否提前完成了采样量化，若是，则将提前完成了采样量化的通道子adc列入空闲状态，否则不列入空闲状态；
17、若在φ’n时刻，监测到当前采样脉冲相位φn工作的通道子adc未处于空闲状态，则同时检查该通道子adc是否提前执行了其他采样脉冲相位的采样量化操作，若是，则当前采样脉冲相位φn工作的通道子adc不列入空闲状态，否则列入空闲状态；
18本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.时间交织模数转换器误差校正方法，所述时间交织模数转换器具有N个通道子ADC，各个通道子ADC采样率为fs/N，其特征在于，通过检测N个通道子ADC的工作状态，随机选择处于空闲状态的子ADC进行采样量化操作，实现各子ADC的随机采样量化，打散时间交织结构ADC固有工作模式；其中，N为通道数，fs为采样频率。
2.根据权利要求1所述的时间交织模数转换器误差校正方法，其特征在于，所述N个通道子ADC为SAR ADC结构。
3.根据权利要求2所述的时间交织模数转换器误差校正方法，其特征在于，具体步骤如下：
4.时间交织模数转换器，包括控制单元、N个通道子ADC，各个通道子ADC采样率为fs/N，其特征在于，所述控制单元包含：
5.根据权利要求4所述的时间交织模数转换器，其特征在于，所述N个通道子ADC为SARADC结构。
6.根据权利要求5所述的时间交织模数转换器，其特征在于，所示控制单元工作执行如下工作流程：
【技术特征摘要】
1.时间交织模数转换器误差校正方法，所述时间交织模数转换器具有n个通道子adc，各个通道子adc采样率为fs/n，其特征在于，通过检测n个通道子adc的工作状态，随机选择处于空闲状态的子adc进行采样量化操作，实现各子adc的随机采样量化，打散时间交织结构adc固有工作模式；其中，n为通道数，fs为采样频率。
2.根据权利要求1所述的时间交织模数转换器误差校正方法，其特征在于，所述n个通道子adc为sar adc结构。
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲杰，
申请(专利权)人：成都华微电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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