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雙通道時間交替模數(shù)轉(zhuǎn)換器增益和時序誤差的實時校準

—— 軟件定義無線電應(yīng)用中
作者:DjamelHaddadi 時間:2015-05-01 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  1 雙通道TI中的失配誤差

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/273459.htm

  一種使速度加倍的有效方法是將兩個并行設(shè)置,采樣時鐘反相操作。子ADC系統(tǒng)傳遞函數(shù)之間不可避免的微小失配會導(dǎo)致雜散諧波(tones),能夠顯著降低可實現(xiàn)的動態(tài)范圍。在這種ADC中有四種類型的誤差:

  1. DC 偏置誤差;
  2. 靜態(tài)增益誤差;
  3. 時序誤差;
  4. 帶寬誤差。

  在實際應(yīng)用中,DC偏置誤差很簡單,可通過數(shù)字校準來處理。帶寬誤差最難應(yīng)對,通常是通過精心的設(shè)計和布局來使誤差減小。在本文中,我們將重點討論增益和時序誤差校準,因為他們是造成動態(tài)范圍損失的主要原因。

  2 建議校準方法

  一般情況下,ADC的奈奎斯特帶寬(Nyquist bandwidth)從未被充分使用,其中的一小部分通常專門為抗混疊(anti-aliasing)濾波器的滾降特性預(yù)留。這個未被使用的頻段可用來引入約束。可選擇正弦波用于校準,因為它很容易生成高純度頻譜,并可施加兩個主要限制:

  1. 幅度保持足夠小,以避免對動態(tài)范圍產(chǎn)生任何影響,同時提供足夠的估算精度。實驗表明,對于一個14位的ADC,-40dBFS到-35dBFS的幅度范圍為最佳。

  2. 頻率被限定于以下的不連續(xù)值,以降低所述數(shù)字信號處理算法的復(fù)雜性:

  

  其中,F(xiàn)s是TIADC采樣頻率,P和K為待指定的整數(shù),S=±1,取決于相對于奈奎斯特區(qū)邊緣的位置(見圖1)。可以很容易地在片上通過使用小數(shù)N分頻鎖相環(huán)(PLL)以ADC時鐘作為參考信號來產(chǎn)生。選擇足夠高的K值,校準信號的諧波會在有用頻帶之外混疊,可降低對于濾波的要求。通過使用在PLL輸出端的可編程衰減器能夠?qū)崿F(xiàn)擺幅的調(diào)整。

  如果校準信號作為輸入,x0和x1分別代表兩個子ADC的輸出,這可用等式1表示,而下面的等式2則將這兩路信號聯(lián)系起來(此處已忽略噪聲):

  

  由于設(shè)計中的失配誤差較小,通過使用一階近似,可將這一組非線性等式線性化并求逆。

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