TI-ADC系統(tǒng)通道失配校準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、在寬帶信號(hào)和非平穩(wěn)信號(hào)的測(cè)試中，對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提出了更高的要求，主要表現(xiàn)在采樣率和采樣精度兩個(gè)方面。目前，大多數(shù) ADC芯片不能同時(shí)兼顧采樣率和采樣精度兩種技術(shù)指標(biāo)，這種現(xiàn)狀使得在構(gòu)建板級(jí)高速、高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)顯得無(wú)能為力。交替并行采樣技術(shù)是一種新型的高速、高精度采樣技術(shù)，它采用多片相對(duì)低速的ADC同時(shí)交替采樣輸入信號(hào)波形上不同點(diǎn)，然后將各通道采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接達(dá)到最終提高系統(tǒng)采樣率。這種結(jié)構(gòu)能夠突破芯片級(jí)限制，在兼顧采樣精度的同時(shí)，

2、大幅度提高系統(tǒng)采樣率。但交替采樣引起的通道失配誤差會(huì)降低系統(tǒng)的整體性能。因此對(duì)交替并行采樣技術(shù)進(jìn)行深入研究，特別是對(duì)交替采樣通道失配誤差的估計(jì)和校準(zhǔn)算法進(jìn)行研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在詳細(xì)分析并行采樣系統(tǒng)通道失配誤差的基礎(chǔ)上，深入研究了并行采樣通道失配誤差的數(shù)字后處理估計(jì)和校準(zhǔn)算法；并在1GSa/s（2-TIADC）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上，設(shè)計(jì)了基于LabWindows/CVI和Matlab的交互驗(yàn)證系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字后處理算法的實(shí)

3、驗(yàn)驗(yàn)證。
　　在通道失配誤差估計(jì)算法的研究上，重點(diǎn)并深入研究了基于盲適應(yīng)估計(jì)算法和基于擬合估計(jì)算法。其中，針對(duì)基于擬合估計(jì)算法在被測(cè)信號(hào)頻率未知和高頻下失效的情況，提出了先使用單通道數(shù)據(jù)進(jìn)行 FFT變換測(cè)頻，后進(jìn)行誤差估計(jì)的方法，以及在高頻下，先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行正弦插值，后進(jìn)行誤差估計(jì)的改進(jìn)算法。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明，兩種算法均能較好的估計(jì)通道失配誤差。
　　在通道失配誤差校準(zhǔn)算法的研究上，給出了偏置和增益失配誤差歸一化校準(zhǔn)方法和

4、基于分?jǐn)?shù)延時(shí)濾波器的時(shí)間相位誤差校準(zhǔn)方法。使用歸一化校準(zhǔn)方法，能夠同時(shí)校準(zhǔn)偏置失配和增益失配誤差，該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、計(jì)算量小、精度高。對(duì)于時(shí)間相位誤差的校準(zhǔn)，給出了分?jǐn)?shù)延時(shí)濾波器的設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后系統(tǒng)失配誤差基本得到校準(zhǔn)，系統(tǒng)性能得到改善。
　　最后，對(duì)系統(tǒng)校準(zhǔn)前后主要?jiǎng)討B(tài)指標(biāo)（信噪失真比，無(wú)偽波動(dòng)態(tài)范圍，有效位數(shù)）進(jìn)行了測(cè)試和分析。結(jié)果表明，并行采樣通道失配誤差會(huì)降低系統(tǒng)的性能，但經(jīng)過(guò)誤差校準(zhǔn)后，系統(tǒng)性能得到