本文關(guān)鍵詞：基于調(diào)制的時間交織ADC數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 時間交織ADC 通道失配 全數(shù)字后臺校準(zhǔn) 沃爾什變換

【摘要】：微電子工藝上的演進(jìn)使得單片集成度不斷提高,但并沒有給傳統(tǒng)架構(gòu)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter, ADC)設(shè)計帶來太大的幫助,受各種非理想因素的限制,在單片上實現(xiàn)兼具高速和高精度的高性能ADC顯得十分困難。時間交織(Time-interleaved)技術(shù)的應(yīng)用則讓高性能ADC的設(shè)計者們看到了希望。時間交織ADC以多片ADC交替采樣來實現(xiàn)高速采樣,是一種有效解決高速高精度矛盾的方式,現(xiàn)在越來越多高端的ADC都采用這種架構(gòu)。然而,制造工藝上的偏差,使得時間交織ADC的通道間存在各種各樣的失配效應(yīng)。這些失配效應(yīng)嚴(yán)重地降低ADC的動態(tài)性能,這其中主要包括三種失配誤差,分別是失調(diào)失配、增益失配和采樣時間失配,必須將這三種誤差消除,才能達(dá)到真正意義上的高速高精度。在模擬電路中對各個子通道進(jìn)行嚴(yán)格的匹配設(shè)計收到的效果甚微,而利用數(shù)字電路的優(yōu)勢,通過數(shù)字輔助設(shè)計來實現(xiàn)誤差的消除卻顯得游刃有余。引入數(shù)字輔助設(shè)計已然成為當(dāng)前ADC設(shè)計的主流。在研究了當(dāng)前的一些時間交織ADC的校準(zhǔn)算法的基礎(chǔ)上,討論了這些算法的特點,并在深入了解這幾種失配誤差的特點后,研究了基于沃爾什序列調(diào)制的增益失配和采樣時間失配的全數(shù)字后臺校準(zhǔn)算法。該算法利用數(shù)字信號處理的方法,對增益和采樣時間失配所引起的雜散頻譜進(jìn)行有針對性的消減,能夠?qū)㈦s散頻譜進(jìn)行有效的消除,并且不會引入新的誤差。與已有的相關(guān)算法相比,基于沃爾什序列調(diào)制的校準(zhǔn)算法在校準(zhǔn)效果和硬件資源的開銷上都有較大的優(yōu)勢。為了驗證算法層面的有效性,利用MATLAB/Simulink分別搭建了兩通道和四通道12bits的時間交織ADC的校準(zhǔn)算法模型,并進(jìn)行了行為級的仿真,驗證了算法層面上的正確性和有效性；為了驗證算法的可實現(xiàn)性,利用Verilog HDL在行為級的基礎(chǔ)上對算法進(jìn)行了RTL代碼的設(shè)計,并在Mentor公司的Modelsim上完成了RTL模型的功能仿真和驗證；最后,為了對算法進(jìn)行硬件驗證,在Altera公司的StratixIV系列的FPGA上進(jìn)行了硬件電路的驗證,并將三種不同平臺下的驗證結(jié)果進(jìn)行對比分析。多種驗證結(jié)果都表明,對于奈奎斯特頻帶之內(nèi)的輸入信號(個別特殊頻率點除外),經(jīng)該算法校準(zhǔn)之后,由失配帶來的雜散頻譜基本上都得到了消除,系統(tǒng)信噪失真比(SNDR)和無雜散動態(tài)范圍(SFDR)都得到了極大的改善。
【關(guān)鍵詞】：時間交織ADC 通道失配 全數(shù)字后臺校準(zhǔn) 沃爾什變換
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN792
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-22
• 1.1 高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展現(xiàn)狀16-19
• 1.2 數(shù)字輔助設(shè)計19-20
• 1.3 論文的主要內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)20-22
• 第二章 時間交織ADC理論基礎(chǔ)及誤差模型22-36
• 2.1 時間交織ADC概述22-25
• 2.1.1 時間交織ADC基本原理22-23
• 2.1.2 時間交織ADC主要動態(tài)性能參數(shù)23-25
• 2.2 時間交織ADC失配誤差模型25-30
• 2.2.1 失調(diào)失配誤差26-27
• 2.2.2 增益失配誤差27-29
• 2.2.3 采樣時間失配誤差29-30
• 2.3 失配誤差的仿真驗證30-33
• 2.4 時間交織ADC校準(zhǔn)技術(shù)研究現(xiàn)狀33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第三章 基于調(diào)制的誤差估計及校正算法研究36-59
• 3.1 基于調(diào)制的失配校準(zhǔn)技術(shù)簡介36-37
• 3.2 校準(zhǔn)的整體思路37-40
• 3.3 調(diào)制信號的產(chǎn)生40-47
• 3.3.1 沃爾什序列調(diào)制40-44
• 3.3.2 誤差系數(shù)的數(shù)值計算44-46
• 3.3.3 數(shù)字微分器的逼近46-47
• 3.4 基于互相關(guān)特性的失配誤差估計47-51
• 3.4.1 失配誤差估計公式的構(gòu)造47-49
• 3.4.2 收斂精度的提高—收斂曲線的平滑處理49-51
• 3.5 缺陷及解決方法51-52
• 3.6 行為級仿真結(jié)果52-58
• 3.6.1 單頻信號的校準(zhǔn)53-57
• 3.6.2 多頻信號的校準(zhǔn)57-58
• 3.7 本章小結(jié)58-59
• 第四章 失配誤差校準(zhǔn)電路設(shè)計59-76
• 4.1 校準(zhǔn)電路實現(xiàn)總體方案59-60
• 4.2 校準(zhǔn)電路主要模塊的設(shè)計60-66
• 4.2.1 調(diào)制信號發(fā)生器電路的設(shè)計60
• 4.2.2 微分器的設(shè)計60-64
• 4.2.3 相關(guān)運算的設(shè)計64-65
• 4.2.4 指數(shù)平滑濾波器的設(shè)計65
• 4.2.5 關(guān)鍵路徑的優(yōu)化65-66
• 4.3 校準(zhǔn)電路的功能及硬件驗證66-75
• 4.3.1 功能仿真66-69
• 4.3.2 FPGA驗證69-74
• 4.3.3 三種平臺的驗證結(jié)果分析74-75
• 4.4 本章小結(jié)75-76
• 第五章 總結(jié)與展望76-78
• 5.1 總結(jié)76
• 5.2 展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況82

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任記達(dá);;時間交叉采樣失配誤差分析[J];科技視界;2012年07期

2 何廣順;;中頻帶通失配誤差對自適應(yīng)對消的影響[J];火控雷達(dá)技術(shù);1993年04期

3 解本釗;;隨機(jī)交替采樣技術(shù)研究[J];黑龍江科技信息;2007年08期

4 劉濟(jì)民;;微波功率校準(zhǔn)中消除失配誤差的一種方法[J];電子測量技術(shù);1981年04期

5 李福樂;段靜波;王志華;;一種用于降低電容失配誤差的電容選擇配對技術(shù)[J];電子學(xué)報;2008年02期

6 唐家明;;廣義反射系數(shù)——微波測量系統(tǒng)中的一個新概念[J];微波學(xué)報;1980年01期

7 洪亮;張俊杰;;交替并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)通道的失配誤差[J];上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年02期

8 張德斌;;n端口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)測量中失配誤差的修正方法[J];現(xiàn)代雷達(dá);1985年02期

9 秦國杰;劉國滿;高梅國;傅雄軍;許們;;一種時間交替ADC時間失配誤差自適應(yīng)校正方法[J];儀器儀表學(xué)報;2013年12期

10 鄧琳;呂幼新;王洪;;并行采集系統(tǒng)通道失配誤差測量及校正[J];電子科技大學(xué)學(xué)報;2006年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李靖;超高速時間交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2014年

2 高俊楓;高性能低功耗SAR ADC的研究與設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2015年

3 潘卉青;高速TIADC并行采樣系統(tǒng)綜合校正技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2010年

4 李玉生;超高速并行采樣模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

5 王亞軍;寬帶信號采樣若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜陽;超高速ADC數(shù)字后校準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

2 潘云勝;基于調(diào)制的時間交織ADC數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

3 王啟;TI-ADC系統(tǒng)通道失配校準(zhǔn)技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

4 焦少波;基于分時交替的高速高精度ADC設(shè)計與硬件實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2013年

5 沈建;高速OFDM接收機(jī)中分時ADC技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

6 鄒昊;TIADC失配誤差數(shù)字后校準(zhǔn)算法研究及實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

7 劉艷茹;并行ADC采樣通道失配誤差的一種實時估計及校正方法研究[D];電子科技大學(xué);2010年

8 李宗霖;TIADC系統(tǒng)時鐘失配FMC校準(zhǔn)算法及FPGA實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2012年

9 邱蓉;TIADC系統(tǒng)時鐘失配誤差校正算法研究[D];北京化工大學(xué);2015年

10 李迦宇;用于TIADC的一種后臺校準(zhǔn)算法的研究和實現(xiàn)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號：904609