基于沃尔什函数的TIADC全数字校准算法

提出了一种校准时间交织模数转换器(TIADC)通道失配误差的全数字自适应后台算法。该算法利用沃尔什函数仅从TIADC的输出中调制产生伪杂散信号,可以重构出失配误差,并自适应地从TIADC输出中减去三个失配误差。所提出的技术的优势在于它只需要知道测量的输出信号和TIADC通道数,而无需任何其它信息,包括参考通道。同时针对算法(大多数调制算法)存在特殊频率点无法校准的问题,设计了一个频率判断模块,并通过一组低通滤波器和带通滤波器对特殊频率点进行额外杂散消除,克服了算法的局限性。仿真结果表明,所提技术能够有效消除通道失配误差,从而显著提高了TIADC系统性能。     

基于参考通道随机化的TIADC校准算法

提出了一种针对时间交织模数转换器(time interleaved ADC,TI-ADC)通道间失配误差的基于参考通道的后台校准算法。该算法利用参考通道与同采样时刻TI-ADC子通道ADC输出差值估计待校准子ADC的失配误差,然后从系统输出中减之实现自适应误差补偿;为了克服当TI-ADC系统前端不存在单独输入缓冲器时,参考ADC通过输入网络耦合对TI-ADC产生干扰问题,进一步加入随机化技术,减少残余失配误差产生毛刺;该校准系统可以实现3种主要失配误差的同时有效校准,对输入信号带宽没有限制。应用于12位1 GS/s TI-ADC系统,当输入信号频率为470 MHz时,FPGA验证结果表明,校准后无杂散动态范围(SFDR)提升了44.14 dB,达到76.16 dB。     

适用于 TIADC 时间误差校准的斩波调制算法

传统的时间交织模数转换器(TIADC)时间误差斩波调制校准算法无法向多通道推广,改进的时间误差斩波调制校准算法将单通道与相邻通道输出相加后分别斩波再求和来提取出时间误差,使其能适用于任意通道误差的提取,时间误差补偿采用一阶泰勒近似来实现,避免了传统算法中复杂滤波器设计。然而,当输入信号频率超过子通道奈奎斯特频率时,校准算法的校准方向会出错,从而导致校准失败。因此,设计了一种校准方向修正算法,能够满足整个系统奈奎斯特频率范围内的有效校准。仿真结果表明,应用于一个4通道、1 GS/s、12位的TIADC,当输入信号频率为450 MHz时,系统的信号噪声畸变比(SNDR)由28.4提高到73.1 dB,系统的无杂散动态范围(SFDR)由30.7提高到88.9 dB。