电子学报 ›› 2015, Vol. 43 ›› Issue (3): 587-590.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2015.03.025

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基于频域特性的时间交替模数转换系统采样时间误差校正算法

刘素娟, 齐佩佩, 姜文姝, 张美慧, 王俊山   

  1. 北京工业大学电子信息与控制工程学院, 北京 100124
  • 收稿日期:2013-12-16 修回日期:2014-04-23 出版日期:2015-03-25 发布日期:2015-03-25
  • 作者简介:刘素娟 女,1978年10月出生于山东巨野,副教授,研究生导师.2001年、2006年分别在山东大学和北京工业大学获工学学士和工学博士学位.现为北京工业大学电子信息与控制学院副教授,研究方向为高速模数转换器、混合信号及数字信号处理等. E-mail:liusujuan@bjut.edu.cn;齐佩佩 女,1988年01月出生于河北邯郸.2011年7月毕业于河北理工大学,2011年9月进入北京工业大学微电子学与固体电子学专业.现为硕士研究生,研究方向为高速ADC.
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.61106028)

A Timing Mismatch Calibration Method for Time-Interleaved ADC Based on Spectral Characteristics

LIU Su-juan, QI Pei-pei, JIANG Wen-shu, ZHANG Mei-hui, WANG Jun-shan   

  1. College of Electronic Information and Control Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
  • Received:2013-12-16 Revised:2014-04-23 Online:2015-03-25 Published:2015-03-25

摘要:

时间交替模数转换器(Time-Interleaved ADC,TIADC)通道间的采样时间相对误差严重影响了系统的无杂散动态范围(Spurious-Free Dynamic Range,SFDR).为校正采样时间相对误差,本文基于TIADC输出与模拟输入信号之间的频域关系,提出一种通过消除输出信号中的误差来校准TIADC的算法.该算法在对输出信号频率表达式进行泰勒近似的基础上构建理想输出信号,并采用最小均方差(LMS)算法来估算时间误差,旨在降低硬件设计的复杂度,提高误差校正的精确度.仿真和验证结果表明该校正算法很容易扩展到多通道,并且可以将输出频谱的SFDR提高约47dB.

关键词: 时间交替模数转换, 采样时间误差, 最小均方差

Abstract:

Timing mismatches in time-interleaved ADCs (TIADC) greatly degrade the spurious-free dynamic range (SFDR) of this system.For calibrating timing mismatches, based on the spectra relation between the analog input signal and the output signal of the TIADC system, a blind timing mismatch calibration algorithm is proposed by eliminating the error signal in the output signal.By expanding the frequency expression of output signal in Taylor approximation, this algorithm can construct the ideal output signal.By introducing least mean square (LMS) for estimating timing mismatch, this proposed algorithm is aimed at reducing the complexity of hardware and improving the accuracy of calibration algorithms.Experiments show that this algorithm can easily extend to an arbitrary number of channels and improve the SFDR of the output signal about 47dB.

Key words: time-interleaved analog-to-digital converter (TIADC), timing mismatch, least mean square (LMS)

中图分类号: