【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于模拟集成电路技术，具体涉及一种基于箕舌线改进的流水线adc数字校准方法。
技术介绍
1、流水线模数转换器(pipelined adc)在速度、精度、功耗等方面具有独特的优势，是近年来模数转换器设计研究领域的重点之一。对于模数转换器，目前一般都是应用流水线结构或者其他多级结构来实现，由于电容失配和级间增益误差导致其中存在传输误码的问题，即信号在传输转换过程中，一级所产生的误差会随着信息处理传递到下一级，误差的积累，对于系统的精度无疑是很大的冲击。流水线模数转换器的子adc失调，子adc非线性，增益误差等非理想因素降低了它的线性度。数字校准技术是提高流水线模数转换器精度，且同时降低功耗的主要技术。数字校准技术将模拟电路设计的困难转移到数字电路上，是在当前集成电路设计和制造技术水平下，提高模数转换器精度和动态范围的有效手段，是模数转换器设计技术的重要组成部分。
2、与前台校准技术相比，后台校准技术能够在不中断模数转换器正常数据转换的前提下对校准参数进行测量，并且可以实现实时更新校准参数，使输出信号能够得到连续不断的校准。同时使用后台校准技术可以降低模拟电路的设计复杂度。但是目前基于伪随机注入校准技术一般是基于统计型的校准算法，需要经过多次迭代来实现收敛，导致收敛时间较长，校准的周期较长。
技术实现思路
1、为解决以上现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种基于箕舌线改进的流水线adc数字校准方法，该方法包括：pn序列注入模块、流水线adc模块以及校准电路；所述p
2、本专利技术的有益效果：
3、1)、采用1比特冗余位，使得整个输入量程范围内输出结果都在[-1/2vref,1/2vref]内，改善了子adc比较器失调带来的余差传输曲线的阈值电压偏移，导致阈值电压附近产生错误的数字输出，造成adc输出的失码现象。增加了整个系统的线性度。
4、2)、在没有额外增加电路复杂度的前提下，有效降低了整体模数转换器的量化噪声，提高校准的精度，有效的提升了模数转换器的整体性能。
5、3)采样箕舌线自适应算法，箕舌线函数的最陡梯度上升算法能够以更快的收敛速度达到无箕舌线算法伪随机注入校准的收敛效果。
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1.一种基于箕舌线改进的流水线ADC数字校准方法，其特征在于，包括：PN序列注入模块、流水线ADC模块以及校准电路；所述PN序列注入模块用于生成PN序列，并将PN序列输入到流水线ADC模块中；所述流水线ADC模块由多个ADC子模块以及一个闪存式ADC构成，各个ADC子模块串联后并与闪存式ADC串联，根据PN序列各个ADC子模块生成对应的模拟信号；将所有的模拟信号输入到校准电路中，采用最陡梯度下降算法和箕舌线变步长算法对信号进行校准，得到最终的数字信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于箕舌线改进的流水线ADC数字校准方法，其特征在于，PN序列注入模块包括随机序列发生器和MDAC注入模块；随机序列发生器由移位脉冲产生器和模二加法器构成线性反馈移位寄存器网络，通过线性反馈移位寄存器网络产生随机序列；MDAC注入模块用于将随机序列注入到流水线ADC模块中的ADC子模块中。
3.根据权利要求2所述的一种基于箕舌线改进的流水线ADC数字校准方法，其特征在于，随机序列为在统计规律上具有随机特性的确定序列，由线性反馈移位寄存器产生网络，取元素1、-1组成PN序列，根据线
4.根据权利要求1所述的一种基于箕舌线改进的流水线ADC数字校准方法，其特征在于，流水线ADC模块中各个ADC子模块结构相同，且使用一位冗余使理想输出电压在±1/2Vref以内。
5.根据权利要求4所述的一种基于箕舌线改进的流水线ADC数字校准方法，其特征在于，ADC子模块包括两个子模数转换器、融合器以及运算放大器；输入电压分别输入到第一子模数转换器和融合器的正极，输入电压经过第一子模数转换器后输出模拟信号；将模拟信号输入到第二子模数转换器中，并将第二子模数转换器输出的信号输入到融合器的负极；融合器输出融合信号，并将融合信号输入到运算放大器进行信号放大，并将放大后的信号作为下一个ADC子模块的输入信号。
6.根据权利要求1所述的一种基于箕舌线改进的流水线ADC数字校准方法，其特征在于，校准电路中通过时序控制器连接控制伪随机序列发生器依次产生PN序列，将PN序列与输入的模拟信号进行叠加输入到后级流水线中，流水线每一级的输出连接至数据合成和输出模块，在数据合成和输出模块中完成ADC校准，输出PN序列的补偿值。
7.根据权利要求1所述的一种基于箕舌线改进的流水线ADC数字校准方法，其特征在于，采用最陡梯度下降算法和箕舌线变步长算法对信号进行校准包括：对信号中的误差进行校准，其中误差包括信号分量和噪声干扰；采用箕舌线变步长算法降低信号噪声对步长的影响，使步长根据误差在合适的范围动态波动；采用最陡梯度下降算法对步长进行更新，根据更新后的步长对误差进行更新迭代，使估计的增益值向实际增益进行收敛，最终达到一个相对稳定的值，再由输出模块进行数据处理，输出校准后的信号。
8.根据权利要求7所述的一种基于箕舌线改进的流水线ADC数字校准方法，其特征在于，采用箕舌线变步长算法降低信号噪声对步长的影响的公式为：
9.根据权利要求7所述的一种基于箕舌线改进的流水线ADC数字校准方法，其特征在于，采用最陡梯度下降算法对步长进行更新包括：获取流水线每一级的输出Dout,i、插入该级的PNi序列与增益估计的相关结果，将相关结果作为误差系数，通过迭代的方法，实现增益估计值Gi′逐渐向实际增益值Gi收敛；其中最陡梯度下降算法的迭代步长由箕舌线变步长算法提供，通过调整步长的值，提高迭代过程速度和精度。
...【技术特征摘要】
1.一种基于箕舌线改进的流水线adc数字校准方法，其特征在于，包括：pn序列注入模块、流水线adc模块以及校准电路；所述pn序列注入模块用于生成pn序列，并将pn序列输入到流水线adc模块中；所述流水线adc模块由多个adc子模块以及一个闪存式adc构成，各个adc子模块串联后并与闪存式adc串联，根据pn序列各个adc子模块生成对应的模拟信号；将所有的模拟信号输入到校准电路中，采用最陡梯度下降算法和箕舌线变步长算法对信号进行校准，得到最终的数字信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于箕舌线改进的流水线adc数字校准方法，其特征在于，pn序列注入模块包括随机序列发生器和mdac注入模块；随机序列发生器由移位脉冲产生器和模二加法器构成线性反馈移位寄存器网络，通过线性反馈移位寄存器网络产生随机序列；mdac注入模块用于将随机序列注入到流水线adc模块中的adc子模块中。
3.根据权利要求2所述的一种基于箕舌线改进的流水线adc数字校准方法，其特征在于，随机序列为在统计规律上具有随机特性的确定序列，由线性反馈移位寄存器产生网络，取元素1、-1组成pn序列，根据线性反馈移位寄存器产生网络中的反馈系数值确定反馈路径。
4.根据权利要求1所述的一种基于箕舌线改进的流水线adc数字校准方法，其特征在于，流水线adc模块中各个adc子模块结构相同，且使用一位冗余使理想输出电压在±1/2vref以内。
5.根据权利要求4所述的一种基于箕舌线改进的流水线adc数字校准方法，其特征在于，adc子模块包括两个子模数转换器、融合器以及运算放大器；输入电压分别输入到第一子模数转换器和融合器的正极，输入电压经过第一子模数转换器后输出模拟信号；将模拟信号输入到第二子模...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭析竹，羊绍明，陈磊，陈佳晖，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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