本發(fā)明涉及數(shù)字模擬，更具體的說(shuō)是涉及一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，廣泛運(yùn)用于無(wú)線通信、高端測(cè)試設(shè)備、圖像語(yǔ)音處理等領(lǐng)域。隨著先進(jìn)工藝和設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，以及應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)展，對(duì)高速度、高精度adc的需求日益顯著。流水線adc在速度和精度之間能夠達(dá)到較好的折中，因而對(duì)于超高速高精度adc一般采用流水線，或流水線-時(shí)間交織架構(gòu)。圖1給出了通道內(nèi)的子pipelined?adc的框圖。其基本原理是將高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換壓力，分?jǐn)偟矫總€(gè)流水級(jí)。通過(guò)每個(gè)流水級(jí)依次解析少量位數(shù)，多級(jí)流水級(jí)連續(xù)工作實(shí)現(xiàn)高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換，其中最高有效位由流水線中第一級(jí)解析，而最低有效位由流水線中最后一級(jí)解析。

2、pipelined?adc通過(guò)每個(gè)流水級(jí)對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行串行處理，因此可以實(shí)現(xiàn)高吞吐率的快速轉(zhuǎn)換。但是，這種架構(gòu)的缺點(diǎn)是必須在每級(jí)流水級(jí)進(jìn)行精確的模擬信號(hào)處理，以在后續(xù)流水級(jí)保證信號(hào)不失真。

3、對(duì)于高速高精度pipelined?adc，級(jí)間增益誤差會(huì)嚴(yán)重影響整體adc的線性度。因此，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的校準(zhǔn)是非常有必要的。pipelinedadc的級(jí)間增益既受到電容失配誤差的影響，同時(shí)又受到運(yùn)放的有限開環(huán)增益的影響。由于電容失配是由工藝等非理想因素造成的，因此是固定誤差。對(duì)于電容失配造成的級(jí)間增益的變化，采用和電容失配校準(zhǔn)類似的前臺(tái)校準(zhǔn)即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的誤差提取和校準(zhǔn)。但是運(yùn)放的有限開環(huán)增益會(huì)受到adc工作時(shí)溫度和電壓變化的影響，從而影響級(jí)間增益。因此，對(duì)于運(yùn)放的有限開環(huán)增益造成的級(jí)間增益誤差，需要采用后臺(tái)校準(zhǔn)，進(jìn)行誤差的實(shí)時(shí)提取和校正。同時(shí)，隨著adc速度精度的不斷提高，記憶效應(yīng)對(duì)adc的影響也越來(lái)越明顯，對(duì)流水線adc進(jìn)行記憶效應(yīng)的校準(zhǔn)也進(jìn)入了研究人員的視線。

4、因此，如何提供一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，其可以校準(zhǔn)級(jí)間增益誤差、記憶效應(yīng)誤差是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，包括以下步驟：

4、獲取上一拍偽隨機(jī)噪聲序列dpn[n-1]；其中，每一級(jí)流水級(jí)的子dac的輸入均添加有偽隨機(jī)噪聲；

5、基于所述上一拍偽隨機(jī)噪聲序列dpn[n-1]計(jì)算獲得本拍級(jí)間增益誤差系數(shù)e[n]；

6、基于所述本拍級(jí)間增益誤差系數(shù)e[n]和本拍后級(jí)流水級(jí)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字輸出db[n]實(shí)現(xiàn)級(jí)間增益誤差校準(zhǔn)。

7、優(yōu)選的，上述誤差校準(zhǔn)方法還包括以下步驟：

8、獲取上上一拍偽隨機(jī)噪聲序列dpn[n-2]；

9、基于所述上上一拍偽隨機(jī)噪聲序列dpn[n-2]計(jì)算獲得本拍記憶效應(yīng)誤差系數(shù)cm[n]；

10、基于所述本拍記憶效應(yīng)誤差系數(shù)cm[n]和所述本拍后級(jí)流水級(jí)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字輸出db[n]實(shí)現(xiàn)記憶效應(yīng)誤差校準(zhǔn)。

11、優(yōu)選的，將上一拍經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后的后級(jí)流水級(jí)數(shù)字輸出db_cal[n-1]與所述上一拍偽隨機(jī)噪聲序列dpn[n-1]輸入至相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，獲得所述本拍級(jí)間增益誤差系數(shù)e[n]。

12、優(yōu)選的，采用以下公式計(jì)算獲得所述本拍級(jí)間增益誤差系數(shù)e[n]：

13、e[n]＝e[n-1]+dpn[n-1]×db_cal[n-1]；

14、其中，e[n-1]表示上一拍級(jí)間增益誤差系數(shù)；dpn[n-1]表示上一拍偽隨機(jī)噪聲序列dpn[n-1]；db_cal[n-1]表示上一拍經(jīng)過(guò)級(jí)間增益誤差校準(zhǔn)后的后級(jí)流水級(jí)數(shù)字輸出。

15、優(yōu)選的，基于以下公式實(shí)現(xiàn)級(jí)間增益校準(zhǔn)：

16、db_cal[n]＝db[n]×(1-e[n]/gideal)+dpn[n]；

17、dpn[n]＝dpn[n]*wpn；

18、其中，db_cal[n]表示本拍經(jīng)過(guò)級(jí)間增益誤差校準(zhǔn)后的后級(jí)流水級(jí)數(shù)字輸出；e[n]表示所述本拍級(jí)間增益誤差系數(shù)；gideal表示理想的級(jí)間增益系數(shù)；dpn[n]表示本拍偽隨機(jī)噪聲序列；wpn表示本拍偽隨機(jī)噪聲序列dpn[n]的權(quán)重。

19、優(yōu)選的，將上一拍后級(jí)流水級(jí)數(shù)字輸出dr[n-1]與上上一拍偽隨機(jī)噪聲序列dpn[n-2]輸入至相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，獲得所述本拍記憶效應(yīng)誤差系數(shù)cm[n]。

20、優(yōu)選的，所述上一拍后級(jí)流水級(jí)數(shù)字輸出dr[n-1]的計(jì)算公式為：

21、dr[n-1]＝db[n-1]-dpn[n-1]*cm[n-1]；

22、其中，db[n-1]表示上一拍后級(jí)流水級(jí)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字輸出；dpn[n-1]表示上一拍偽隨機(jī)噪聲序列；cm[n-1]表示上一拍記憶效應(yīng)誤差系數(shù)。

23、優(yōu)選的，基于以下公式計(jì)算獲得所述本拍記憶效應(yīng)誤差系數(shù)cm[n]：

24、cm[n]＝cm[n-1]+dpn[n-2]*dr[n-1]；

25、dr[n-1]＝db[n-1]-dpn[n-1]*cm[n-1]；

26、其中，cm[n-1]表示上一拍記憶效應(yīng)誤差系數(shù)；dpn[n-2]表示上上一拍偽隨機(jī)噪聲序列；dr[n-1]表示上一拍后級(jí)流水級(jí)數(shù)字輸出；db[n-1]表示上一拍后級(jí)流水級(jí)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字輸出；dpn[n-1]表示上一拍偽隨機(jī)噪聲序列。

27、優(yōu)選的，基于以下公式實(shí)現(xiàn)記憶效應(yīng)誤差校準(zhǔn)：

28、db_cal[n]＝db[n]+dpn[n]+dpn[n]×cm[n]+α×cm[n]×di[n-1]；

29、dpn[n]＝dpn[n]*wpn

30、其中，db[n]表示本拍后級(jí)流水級(jí)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字輸出；dpn[n]表示本拍偽隨機(jī)噪聲序列；wpn表示本拍偽隨機(jī)噪聲序列dpn[n]的權(quán)重；cm[n]表示本拍記憶效應(yīng)誤差系數(shù)；α表示采樣電容記憶效應(yīng)誤差等效系數(shù)；di[n-1]表示上一拍本級(jí)流水級(jí)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字碼。

31、一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法。

32、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，其可以獲得以下有益技術(shù)效果：

33、1)本發(fā)明可以在實(shí)現(xiàn)較好的級(jí)間增益校準(zhǔn)的同時(shí)，無(wú)需對(duì)電路本身做過(guò)多改動(dòng)，即可在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)較好的記憶效應(yīng)校準(zhǔn)。

34、2)本發(fā)明可以對(duì)流水線adc的頻譜雜散起到較好的打散作用，改善其整體的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍。

35、3)本發(fā)明不需要連續(xù)乘法，硬件開銷小。

技術(shù)特征：

1.一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，其特征在于，還包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，其特征在于，將上一拍經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后的后級(jí)流水級(jí)數(shù)字輸出db_cal[n-1]與所述上一拍偽隨機(jī)噪聲序列dpn[n-1]輸入至相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，獲得所述本拍級(jí)間增益誤差系數(shù)e[n]。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，其特征在于，采用以下公式計(jì)算獲得所述本拍級(jí)間增益誤差系數(shù)e[n]：

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，其特征在于，基于以下公式實(shí)現(xiàn)級(jí)間增益校準(zhǔn)：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，其特征在于，將上一拍后級(jí)流水級(jí)數(shù)字輸出dr[n-1]與上上一拍偽隨機(jī)噪聲序列dpn[n-2]輸入至相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，獲得所述本拍記憶效應(yīng)誤差系數(shù)cm[n]。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述上一拍后級(jí)流水級(jí)數(shù)字輸出dr[n-1]的計(jì)算公式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，其特征在于，基于以下公式計(jì)算獲得所述本拍記憶效應(yīng)誤差系數(shù)cm[n]：

9.根據(jù)權(quán)利要求6-7任意一項(xiàng)所述的一種適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法，其特征在于，基于以下公式實(shí)現(xiàn)記憶效應(yīng)誤差校準(zhǔn)：

10.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的適用于流水線adc的誤差校準(zhǔn)方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于流水線ADC的誤差校準(zhǔn)方法，屬于數(shù)字模擬技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：獲取上一拍偽隨機(jī)噪聲序列d<subgt;PN</subgt;[n?1]；其中，每一級(jí)流水級(jí)的子DAC的輸入均添加有偽隨機(jī)噪聲；基于所述上一拍偽隨機(jī)噪聲序列d<subgt;PN</subgt;[n?1]計(jì)算獲得本拍級(jí)間增益誤差系數(shù)e[n]；基于所述本拍級(jí)間增益誤差系數(shù)e[n]和本拍后級(jí)流水級(jí)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字輸出D<subgt;B</subgt;[n]實(shí)現(xiàn)級(jí)間增益誤差校準(zhǔn)。獲取上上一拍偽隨機(jī)噪聲序列d<subgt;PN</subgt;[n?2]；基于所述上上一拍偽隨機(jī)噪聲序列d<subgt;PN</subgt;[n?2]計(jì)算獲得本拍記憶效應(yīng)誤差系數(shù)C<subgt;M</subgt;[n]；基于所述本拍記憶效應(yīng)誤差系數(shù)C<subgt;M</subgt;[n]和所述本拍后級(jí)流水級(jí)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字輸出D<subgt;B</subgt;[n]實(shí)現(xiàn)記憶效應(yīng)誤差校準(zhǔn)。本發(fā)明可以在實(shí)現(xiàn)較好的級(jí)間增益校準(zhǔn)的同時(shí)，無(wú)需對(duì)電路本身做過(guò)多改動(dòng)，即可在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)較好的記憶效應(yīng)校準(zhǔn)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊皖寧,劉慶一
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大唐半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6