带单bit参考通道的TIADC时间失配校准

提出了一种带单bit参考通道的校准算法,用于校准时间交织模数转换器(Time-interleaved analog-todigital converter,TIADC)的时间失配误差。该算法引入一条单bit的参考通道,其输出与TIADC子通道的输出进行相关运算获得误差信息,然后反馈到多相时钟产生器,形成反馈环路,达到校准的目的。该算法只引入了一条单bit的参考通道,硬件消耗低,对输入信号的频率没有限制,且可以扩展到任意通道数。算法应用于一个4通道12bits的TIADC,当输入信号归一化频率fin/fs=0.484 8时,MATLAB仿真结果表明,经本算法校准后SNR从14.39dB提高到73.92dB,证明了该校准方案的有效性。     

基于导数相乘的TIADC时间失配误差校准算法

提出了一种校准时间交织模数转换器(TIADC)时间失配误差的全数字后台算法。该算法利用信号与其导数正交的特性来估算时间失配误差相关量,采用最小均方(LMS)迭代算法估算时间失配误差值。该算法不需要参考通道,硬件消耗很低,可以校准多频信号,实现宽带宽输入。提出的变步长LMS迭代算法提高了时间失配误差的收敛速度,保证了误差校准的实时性。基于FPGA验证平台,建立了四通道8 bit 1 GHz TIADC的时间失配误差模型。结果表明,当输入信号归一化频率f_in/f_s为0.414时,采用该算法校准后的ENOB从5.58 bit提高到7.75 bit,SFDR从38.64 dB提高到67.51 dB。     

一种时间交织ADC采样时间误差校正方法

提出了一种用于时间交织模数转换器(TIADC)通道间采样时间误差的校正算法。该算法是基于参考通道的后台校正算法。通过比较参考通道与带校准通道的输出差异提取出采样误差信息,并通过负反馈逻辑进行校准。该算法的校正模块硬件消耗低,可支持包括完全随机输入信号的多种类型输入信号。将该校正算法应用于一个4 GHz、8 bit四通道TIADC,后仿真结果表明,当输入信号接近奈奎斯特频率、存在其他非理想因素的条件下,该算法能将通道间采样时间误差相关的频谱尖峰抑制到35 dB。     

一种用于16位流水线ADC的多比特子DAC电容失配校准方法

多比特子DAC的电容失配误差在流水线AIX:输出中引入非线性误差,不仅严重降低AEK、转换精腰.而且通常的校准技术无法对非线性误差进行校准.针对这种情况,本文提出了一种用于16位流水线ADC的多比特子DAC电容失配校准方法.该设计误差提取方案在流片后测试得到电容失配误差.进而计算不同输入情况下电容失配导致的MDAC输出误差,根据后级的误差补偿电路将误差转换为卡乏准码并存储在芯片中,对电容失配导致的流水级输出误差进行校准.仿真结果表明.卡《准后信噪失真比SINAD为93.34 dB.无杂散动态范围SFDR为117.86 dB,有效精度EN()B从12.63 bit提高到15.26 bit.     

逐次逼近型模数转换器中的失配校准技术

设计了一种用于逐次逼近型模数转换器中的比较器失调和电容失配自校准电路.通过增加校准周期,该电容自校准结构即可与原电路并行工作,实现高精度与低功耗.校准精度可达14bit.采用该电路设计了一个用于逐次逼近型结构的10bit 3Msps模数转换器单元,该芯片在SMIC 0.18μm 1.8V工艺上实现,总的芯片面积为0.25mm2.芯片实测,在采样频率为1.8MHz,输入320kHz正弦波时,信号噪声失真比为55.9068dB,无杂散动态范围为64.5767dB,总谐波失真为-74.8889dB,功耗为3.1mW.     

逐次逼近型模数转换器中的失配校准技术

设计了一种用于逐次逼近型模数转换器中的比较器失调和电容失配自校准电路.通过增加校准周期,该电容自校准结构即可与原电路并行工作,实现高精度与低功耗.校准精度可达14bit.采用该电路设计了一个用于逐次逼近型结构的10bit 3Msps模数转换器单元,该芯片在SMIC 0.18μm 1.8V工艺上实现,总的芯片面积为0.25mm2.芯片实测,在采样频率为1.8MHz,输入320kHz正弦波时,信号噪声失真比为55.9068dB,无杂散动态范围为64.5767dB,总谐波失真为-74.8889dB,功耗为3.1mW.     

天线校准误差建模及对开环波束赋形技术的影响

时分双工系统中上下行无线信道具有互易性,使得基站可以利用获得的上行信道信息实施开环波束赋形技术.但是基站天线口与基带处理模块之间的射频通道并不对称,在进行校准后由于硬件精度所限会有天线校准误差.为此,根据实测数据对天线校准误差进行建模,通过仿真得出,射频通道校准幅度误差标准差在1 dB、角度误差在20°以内时,开环波束赋形技术在误码率为10-5时性能损失小于1 dB.并由此给出了对天线校准误差的要求.     

适用于两级流水线逐次逼近型模数转换器的LMS校准算法（英文）

提出了适用于两级流水线逐次逼近型模数转换器的一种基于最小均方(LMS)算法的数字域校准方法。在对该模数转换器结构中误差来源详尽分析之后,提出的校准算法将各种误差来源视为一些未知的参数,通过注入扰动信号来估计这些未知参数。所提出的校准算法通过一个14位两级流水线逐次逼近型模数转换器的MATLAB的行为级建模得到验证。在满摆幅2.4Vpp、输入信号2Vpp的情况下,蒙特卡洛仿真结果表明校准之后的SNDR值为83.84dB。     

基于虚拟仪器的水声校准系统的研制

为了提高水声换能器校准的自动化程度和精度,研制了一套基于虚拟仪器技术的八通道水声校准与分析系统.该系统运用模块化的设计思路,以工业控制计算机为硬件平台,由2块高速数据采集卡、2块宽带信号调理卡、1块程控信号源卡以及测量软件构成了校准分析系统;并应用了谱分析和扩展Prony方法测量水声信号幅度和相位;测试结果表明,该系统能够完成水声换能器参数的自动校准,一级校准误差小于±1 dB,二级校准误差小于±1.5 dB.     

时间交织ADC时间失配后台数字校准算法

提出了一种数字后台校准算法,用于校准时间交织模数转换器(Time-Interleaved Analog-to-Digital Converter,TIADC)的时间失配误差。该算法是基于对输入信号统计的思想,在后台通过分析输入信号的统计特性获得误差信息,再反馈到多相时钟产生器,形成反馈环路,达到校准的目的。该算法硬件消耗小,对输入信号的频率没有限制,可以扩展到任意通道数。对于一个8通道12位TIADC,当输入信号频率fin/fs = 0.487时,MATLAB仿真结果表明,采用该算法校准后,SNR从校准前的33.8 dB提高到74.0 dB,证明了该校准算法的有效性。     

A 10-b 120-Msample/s time-interleaved analog-to-digital converter with digital background calibration

Digital calibration using adaptive signal processing corrects for offset mismatch, gain mismatch, and sample-time error between time-interleaved channels in a 10-b 120-Msample/s pipelined analog-to-digital converter (ADC). Offset mismatch between channels is overcome with a random chopper-based offset calibration. Gain mismatch and sample-time error are overcome with correlation-based algorithms, which drive the correlation between a signal and its chopped image or its chopped and delayed image to zero. Test results show that, with a 0.99-MHz sinusoidal input, the ADC achieves a peak signal-to-noise-and-distortion ratio (SNDR) of 56.8 dB, a peak integral nonlinearity of 0.88 least significant bit (LSB), and a peak differential nonlinearity of 0.44 LSB. For a 39.9-MHz sinusoidal input, the ADC achieves a peak SNDR of 50.2 dB. The active area is 5.2 mm/sup 2/, and the power dissipation is 234 mW from a 3.3-V supply.     

采用分段平移技术校正流水线A/D转换器级间增益的方法

分析了流水线A/D转换器采样电容与反馈电容之间的增益失配,探究了运放有限增益与流水线残差输出及A/D转换器输出的关系,建立了精确的系统模型。通过建立14位流水线A/D转换器Verilog-A的行为级模型,在数字域对流水线A/D转换器输出数字码进行分段平移。在第一级级间增益误差达到±0.012 5时,校正前信噪比仅为62 dB,校正后信噪比提升到85 dB。提出的校正方法可有效补偿由流水线级间增益导致的数字输出不连续和线性度下降。     

适用于TIADC的高精度时间失配误差校准算法

设计了一种适用于TIADC的高精度时间失配误差校准算法。基于相邻通道信号互相关原理,对相邻通道的输出信号作相关运算来估计时间失配误差,再利用基于泰勒级数展开的高阶误差校准方法进行误差校正。误差估计模块与校准模块构成一个反馈环路,可以实现误差的实时跟踪和校正。校准算法行为级仿真结果表明,在12位1 GHz四通道的TIADC中,当输入信号归一化频率f_in/f_s=0.477 1时,校准后系统的ENOB提高到11.85位,SNR提高了43 dB以上,校准效果明显。相比已有的校准算法,该校准算法具有更高的校准精度,不受通道数的限制,结构更简单,且在整个奈奎斯特频率范围内都适用,非常适合工程应用。     

一种SAR ADC电容失配自测量与数字校准技术

为了解决高分辨率逐次逼近模数转换器(SAR ADC)中,电容式数模转换器(DAC)的电容失配导致精度下降的问题,提出了一种电容失配自测量方法,以及一种可适用于各种差分电容DAC设计的低复杂度的前台数字校准方法。该方法利用自身电容阵列及比较器完成位电容失配测量,基于电容失配的转换曲线分析,对每一位输出的权重进行修正,得到实际DAC电容大小对应的正确权重,完成数字校准。数模混合电路仿真结果表明,引入电容失配的16位SAR ADC,经该方法校准后,有效位数由10.74 bit提高到15.38 bit。     

一种基于统计的流水线ADC数字后台校准方法

高精度流水线ADC的设计需要校准技术来提高其转换精度.基于统计的数字后台校准方法无需校准信号,直接通过对输出的统计得到误差值的大小,将其从数字输出中移除从而消除了ADC输出非线性.将该校准方法应用于14bit流水线ADC中,仿真结果表明校准后信噪失真比SNR为76.9dB,无杂散动态范围SFDR为73.9dB,有效精度ENOB从9bit提高到12.5bit.     

Mixed‐Domain Adaptive Blind Correction of High‐Resolution Time‐Interleaved ADCs

Blind mismatch correction of time‐interleaved analog‐to‐digital converters (TI‐ADC) is a challenging task. We present a practical blind calibration technique for low‐computation, low‐complexity, and high‐resolution applications. Its key features are: dramatically reduced computation; simple hardware; guaranteed parameter convergence with an arbitrary number of TI‐ADC channels and most real‐life input signals, with no bandwidth limitation; multiple Nyquist zone operation; and mixed‐domain error correction. The proposed technique is experimentally verified by an 400 MSPS TI‐ADC system. In a single‐tone test, the proposed practical blind calibration technique suppressed mismatch spurs by 70 dB to 90 dB below the signal tone across the first two Nyquist zones (10 MHz to 390 MHz). A wideband signal test also confirms the proposed technique.     

A self-calibration method for capacitance mismatch in SAR ADC with split-capacitor DAC

A self-calibration method to calibrate the nonlinearity due to capacitance mismatch in successive approximation register (SAR) analog-to-digital converter (ADC) is presented. It focuses on calibrating the most significant bit (MSB) array in the split-capacitor main DAC (split-MDAC) by using a calibration DAC (CDAC) that contains multiple sub-CDACs. Every bit in MSB array has its corresponding sub-CDAC in CDAC, which enhances the calibration efficiency. To verify the calibration method, a 14 bit, 500 kS/s SAR ADC is implemented, and it is manufactured in 0.35 μm 2P4M CMOS process. The measured results show that the proposed calibration method can assist this SAR ADC to achieve better static and dynamic performance, and its ENOB is improved from 9 bit to 11.98 bit at Nyquist input frequency.     

A split-based fully digital feedforward background calibration technique for timing mismatch in TIADC

This paper presents a split-based feedforward calibration technique for timing mismatch of Time-Interleaved Analog-to-Digital Converter (TI-ADC). The timing mismatch is estimated by using the difference between corresponding sample points of paired split-sub-ADCs, and compensated by a non-derivative interpolation method. Compared with traditional feedback methods with LMS iterative, the proposed feedforward calibration method can achieve much higher calibration speed and the complexity of digital post-processing is greatly relaxed without using of any dummy channel or filters. In addition, it has good calibration effects in both single-tone and multi-tone input conditions. Applied in a 1 GS/s 12-bit TIADC, the simulation result shows a convergence time of 1 × 10⁴Ts under Nyquist frequency input with 2%Ts initial timing mismatch, and the peak signal to noise and distortion ratio of TI-ADC is improved from 37.54 dB to 67.60 dB with a normalized frequency of single-tone input signal f_in/f_S = 0.474. For a multi-tone input signal which contains 10 evenly distributed frequency points in the Nyquist frequency range, after calibration, the signal to noise and distortion improves 28.33 dB.