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

　　1 雙通道TIADC中的失配誤差

　　一種使ADC速度加倍的有效方法是將兩個ADC并行設置，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。帶寬誤差最難應對，通常是通過精心的設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留。這個未被使用的頻段可用來引入約束校準信號?？蛇x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，取決于校準信號相對于奈奎斯特區(qū)邊緣的位置(見圖1)。校準信號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。