多通道模拟数字转换器（adc）中通道不平衡的补偿的制作方法
【专利摘要】本发明涉及多通道模拟数字转换器（ADC）中通道不平衡的补偿。披露了各种多通道ADC，所述多通道ADC充分补偿源自各种损伤的存在于各种信号内的损伤，例如为相位偏移、振幅偏移和/或DC偏移，从而使得它们各自的数字输出样本准确地表示它们各自的模拟输入。通常，各种多通道ADC确定各种统计关系，例如这些各种信号和各种已知校准信号之间各种相关性，从而量化可存在于各种信号内的相位偏移、振幅偏移和/或DC偏移。各种多通道ADC调整各种信号，从而基于这些各种统计关系，充分补偿相位偏移、振幅偏移和/或DC偏移，从而使得它们各自的数字输出样本准确地表示它们各自的模拟输入。
【专利说明】多通道模拟数字转换器(ADC)中通道不平衡的补偿
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2012年6月27日提交的美国专利申请61/664，858以及2012年7月19日提交的美国专利申请13/553,017的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
【技术领域】
[0003]本公开涉及模拟数字转换，并更具体地，涉及多通道(mult1-lane)模拟数字转换器(ADC)的多通道中的各种损伤的补偿。
【背景技术】
[0004]数据转换器经常用于混合的信号电子系统。混合的信号电子系统包括模拟信号域和数字信号域两种。模拟信号域主要对模拟信号进行操作，而数字信号域主要对数字信号进行操作。需要一种将信号从一个域，诸如模拟信号域，传送至另一个域，诸如数字信号域的机构。通常，模拟数字转换器(ADC)用于将来自模拟信号域的模拟信号转换为用于数字信号域的数字信号。
[0005]传统的多通道ADC利用采样时钟的多个相位，在不同时间情况下对模拟信号进行采样，将这些样本从模拟信号域转换至数字信号域，并将这些数字样本进行重新组合以生成数字信号。通常，传统的多通道ADC包括多个ADC，也称为多通道，从而对模拟信号进行采样并将其从模拟信号域转换至数字信号域。多个ADC共同采样在时间上错开的模拟信号，其每个在低于模拟信号的奈奎斯特(Nyquist frequency)频率的速率下,但总体在等于或超过奈奎斯特频率的速率下。
[0006]然而，传统的多通道ADC内的损伤可导致传统多通道各种信号内的损伤，例如，振幅偏移、直流(DC)偏移和/或相位偏移，其可导致数字信号不再准确地表示模拟信号。例如，所述损伤可源自采样时钟多个相位之间的未知偏移、传统多通道ADC的多通道中的各种通道内的线性不完整性、各种通道之间的DC偏移和/或各种通道之间的振幅偏移。
【发明内容】
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种多通道模拟数字转换器(ADC)，被配置为将模拟输入从模拟信号域转换至数字信号域以提供数字输出样本，所述模拟数字转换器包括:多个ADC，被配置为将模拟输入从所述模拟信号域转换至所述数字信号域，以提供多个数字输出段，所述多个ADC被配置为使用采样时钟的多个相位中的对应相位对所述模拟输入进行采样，所述多个相位彼此偏移；开关模块，被配置为交错(interleave)所述多个数字输出段，以提供所述数字输出样本；以及损伤检测模块，被配置为确定所述多个数字输出段和校准信号之间的统计关系，以量化所述多个ADC内的损伤。
[0008]其中，所述统计关系为所述多个数字输出段和所述校准信号之间的相关性。
[0009]其中，所述损伤包括选自由以下构成的组中的至少一个:所述多个相位的所述相位中的至少一个和所述校准信号之间相位偏移；所述数字输出段中的至少第一数字输出段和所述校准信号之间的振幅偏移；以及所述数字输出段中的至少第二数字输出段和所述校准信号之间的直流(DC)偏移。
[0010]其中，所述校准信号为具有已知频率的正弦信号。
[0011]其中，所述损伤检测模块进一步被配置为基于所述统计关系提供多个损伤校正信号，并进一步包括:相位调整模块，被配置为基于所述多个损伤校正信号的对应的第一损伤校正信号，调整所述多个相位中的至少一个的相位；以及增益/偏移调整模块，被配置为基于所述多个损伤校正信号的对应的第二损伤校正信号，调整所述多个数字输出段中的至少一个的振幅和直流偏移(DC)。
[0012]其中，所述损伤检测模块进一步被配置为基于所述统计关系提供多个损伤校正信号，并进一步包括:系数发生器模块，被配置为基于所述多个损伤校正信号，提供多组校正系数；以及多个抽头延迟线模块，被耦接至所述多个ADC，被配置为通过使用所述多组校正系数加权它们各自的抽头，来补偿所述多个数字输出段内的所述损伤，以提供多个补偿的数字输出段，其中，所述开关模块进一步被配置为交错所述多个补偿的数字输出段，以提供所述数字输出样本。
[0013]其中，所述系数发生器模块进一步被配置为使用自适应算法更新所述多组校正系数，所述自适应算法产生最小化所述多个数字输出段和所述校准信号之间误差的结果。
[0014]其中，所述损伤检测模块进一步被配置为将所述多个数字输出段中的一个指定为参考通道，并被配置为将其它数字输出段的所述统计关系与所述参考通道的所述统计关系进行比较，以量化相对于所述参考通道的所述其它数字输出段的所述损伤。
[0015]其中，所述统计关系为所述多个数字输出段和所述校准信号之间的相关性。
[0016]根据本发明的另一个方面，提供了一种多通道模拟数字转换器(ADC)，被配置为将模拟输入从模拟信号域转换至数字信号域，以提供数字输出样本，所述模拟数字转换器包括:多个ADC，被配置为将所述模拟输入从所述模拟信号域转换至所述数字信号域，以提供多个数字输出段，所述多个ADC被配置为使用采样时钟的多个相位中的对应的相位对所述模拟输入进行采样，所述多个相位彼此偏移；系数发生器模块，被配置为基于所述多个数字输出段和校准信号之间的统计关系来提供多组校正系数；以及多个抽头延迟线模块，耦接至所述多个ADC，被配置为通过使用所述多组校正系数加权它们各自的抽头，以补偿所述多个数字输出段内的损伤，从而提供多个补偿的数字输出段，开关模块，被配置为交错所述多个补偿的数字输出段，以提供所述数字输出样本。
[0017]其中，所述统计关系为所述多个数字输出段和所述校准信号之间的相关性。
[0018]所述多通道ADC进一步包括:损伤检测模块，被配置为确定所述多个数字输出段和所述校准信号之间的统计关系，以量化所述多个数字输出段内的所述损伤。
[0019]其中，所述损伤检测模块进一步被配置为将所述多个数字输出段中的一个指定为参考通道，并被配置为将其它数字输出段的所述统计关系与所述参考通道的所述统计关系进行比较，以量化相对于所述参考通道的其它数字输出段的所述损伤。
[0020]其中，所述统计关系为所述多个数字输出段和所述校准信号之间的相关性。
[0021]其中，所述损伤包括选自由以下组成的组中的至少一个:所述多个相位的所述相位中的至少一个和所述校准信号之间的相位偏移；以及所述数字输出段中的至少第一数字输出段和所述校准信号之间的振幅偏移。[0022]所述多通道ADC进一步包括:偏移检测模块，被配置为确定所述多个数字输出段和所述校准信号之间的直流(DC)偏移，以提供多个DC偏移信号；以及多个组合模块，被配置为将所述多个数字输出段和所述多个DC偏移信号进行组合，以提供多个偏移校正的输出段，其中，所述多个抽头延迟线模块进一步被配置为补偿所述多个偏移校正的输出内的损伤。
[0023]其中，所述多个抽头延迟线模块被实施为多个自适应均衡器的一部分，所述多个自适应均衡器被配置为通过使用所述多组校正系数调整它们的脉冲响应来补偿所述多个数字输出段内的损伤。
[0024]根据本发明的另一方面，提供了一种多通道模拟数字转换器(ADC)，被配置为将模拟输入从模拟信号域转换至数字信号域，以提供数字输出样本，所述模拟数字转换器包括:多个ADC，被配置将所述模拟输入从所述模拟信号域转换至所述数字信号域，以提供多个数字输出段，所述多个ADC被配置为使用采样时钟的多个相位中的对应相位以对所述模拟输入进行采样，所述多个相位彼此偏移；损伤检测模块，被配置为确定所述多个数字输出段和校准信号之间的统计关系，以量化所述多个数字输出段内的损伤；多个相位调整模块，被配置为基于所述统计关系调整所述多个相位中的相位，从而补偿所述多个数字输出段内的所述损伤；多个增益/偏移调整模块，被耦接至所述多个ADC，被配置为基于所述统计关系，调整所述多个数字输出段的振幅和直流偏移(DC)，以提供多个补偿的数字输出段；以及开关模块，被配置为交错所述多个补偿数字输出段，以提供所述数字输出样本。
[0025]其中，所述统计关系为所述多个数字输出段和所述校准信号之间的相关性。
[0026]其中，所述损伤检测模块进一步被配置为将所述多个数字输出段中的一个指定为参考通道，并被配置为将其它数字输出段的所述统计关系与所述参考通道的所述统计关系进行比较，以量化相对于所述参考通道的其它数字输出段的所述损伤。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]本公开的实施方式参考附图进行描述。附图中，同样的参考标号标示相同或功能类似的元件。此外，参考标号最左边的数字识别其中参考标号首次出现的附图。
[0028]图1示出了传统多通道模拟数字转换器(ADC)的框图；
[0029]图2A示出了用在传统的多信道ADC中的采样时钟的传统多个最佳相位；
[0030]图2B示出了使用采样时钟的传统多个最佳相位，通过传统多通道ADC进行的模拟输入的米样；
[0031]图3A图示了可以用在传统的多通道ADC中的采样时钟的传统多个非最佳相位；
[0032]图3B示出了使用采样时钟的传统多个非最佳相位，通过传统多通道ADC进行的模拟输入的米样；
[0033]图4示出了根据本公开示例性实施方式的多通道ADC的框图；
[0034]图5示出了可用于根据本公开示例性实施方式的多通道ADC的示例性损伤检测模块的框图；
[0035]图6示出了根据本公开示例性实施方式的可用于损伤检测模块的示例性音调相关器(tone correlator)的框图；以及
[0036]图7示出了根据本公开示例性实施方式的第二多通道模拟数字转换器(ADC)的框图。
[0037]本公开将参考附图进行描述。附图中，同样的参考标号通常标示相同或功能类似的元件和/或结构类似的元件。其中元件第一次出现的附图通过参考标号最左边的数字指
/Jn ο
【具体实施方式】
[0038]下面的详细描述参照附图来示出与本公开符合的示例性实施方式。详细描述中参照“一个示例性实施方式”、“示例性实施方式”、“示例的示例性实施方式”等标示描述的示例性实施方式可包括具体特征、结构或特性，但每个示例性实施方式可不必包括具体特征、结构或特性。此外，这样的短语没必要指相同的示例性实施方式。此外，当结合示例性实施方式描述具体的特征、结构或特性时，其在相关领域技术人员的知识范围内，从而结合其它示例性实施方式影响这类特征、结构或特征，无论其是否明确描述。
[0039]这里描述的示例性实施方式用于说明目的，而不是限制性的。其它示例性实施方式是可能的，且在本公开精神和保护范围内可以对示例性实施方式做出修改。因此，详细描述并不意味着限制本公开。而是发明的保护范围仅根据下面的权利要求及其等同替换来限定。
[0040]本公开的实施方式可在硬件、固件、软件，或任何其中的组合中实施。本公开的实施方式也可实施为存储在机器可读介质上的指令，其可由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可包括以机器(例如计算装置)可读形式存储或传输信息的任何机制。例如，机器可读介质可包括只读存储器(ROM);随机存取存储器(RAM);磁盘存储介质；光学存储介质；闪存装置；电、光、声或传播信号的其它形式(例如载波、红外信号、数字信号等)以及其它。此外，固件、软件、程序、指令可在这里描述为执行某些动作。然而，应该理解，这样的描述仅是为了方便，且这样的动作实际上源自计算装置、处理器、控制器或执行固件、软件、程序、指令等的其它装置。
[0041]示例性实施方式的以下详细说明将充分披露本公开的一般性质，从而使得其他人通过应用本领域技术人员的知识，在不背离本公开精神和保护范围情况下，很容易地修改和/或适应如示例性实施方式的各种应用，而无需过度的实验。因此，这样的适应和修改旨在基于这里藐视的教导和指导，而处在示例性实施方式的含义及其多个等同替换之内。应该理解，这里的措辞或术语是为了描述而不是限制，从而使得本说明书中的术语或措辞根据本文的教导由相关领域技术人员解释。
[0042]为了讨论的目的，术语“模块”应该理解为包括软件、固件和硬件中至少一个(如电路、微芯片或装置中的一个或多个，或它们的任何组合)，及它们的任何组合。此外，应该理解的是，每个模块可包括实际装置内的一个或多于一个的组件，且形成上述模块一部分的每个组件可协作或独立于形成模块一部分的任何其它组件而作用。相反地，这里描述的多个模块可表示实际装置内的单一组件。此外，模块内的组件可以在单一装置中，或以有线或无线方式分布在多个装置之间。
[0043]传统的多通道模拟数字转换器(ADC)
[0044]图1示出了传统多通道模拟数字转换器(ADC)的框图。传统多通道ADC100将模拟输入150从第一信号域(例如，模拟信号域)转换到第二信号域(例如，数字信号域)。传统多通道ADClOO利用采样时钟的多个相位，从而在不同时间情况下对模拟输入150进行采样，将这些样本从模拟信号域转换至数字信号域，并重新组合这些数字样本，从而产生数字输出样本154。传统多通道ADC100包括ADC102.1至102.1和开关模块104。
[0045]开关模块104组合或交错数字输出段152.1至152.1，从而产生数字输出样本154。在通过ADC102.1进行模拟信号域到数字信号域转换之后，开关模块104提供数字输出段152.1作为数字输出样本154的第一样本。此后在通过ADC102.2进行从模拟信号域到数字信号域的转换之后，开关模块104提供数字输出段152.2作为数字输出样本154的第二样本。在通过ADC102.1进行模拟信号域到数字信号域的转换之后，开关模块104提供数字输出段152.1作为数字输出样本154的样本。
[0046]通常，ADC102.1至102.1响应于采样时钟的多个相位Φ丨至Φ i;将模拟输入150从模拟信号域转换到数字信号域，从而提供数字输出段152.1至152.1。具体地，ADC102.1至102.1使用采样时钟的多个相位Ct1至Cti，在各最佳采样点对模拟输入150进行采样。例如，当它们对应的采样时钟的多个相位$:至Φ?被表征为处于逻辑状态时，ADC102.1至102.1对模拟输入150进行采样。通常，ADC102.1至102.1共同采样在时间上错开的模拟输入150，其每个在低于模拟输入150奈奎斯特频率的速率下，但总体在等于或超过奈奎斯特频率的速率下。ADC102.1至102.1将模拟输入150的该采样表示从模拟信号域转换到数字信号域，从而提供数字输出段152.1至152.1。
[0047]采样时钟的最佳相位
[0048]图2A示出了可以用在传统的多通道ADC中的采样时钟的传统多个最佳相位。理想地，如图2A示出，采样时钟的多个相位(^至Cti被表征为具有类似的频率，但是彼此相位偏移。例如,采样时钟的多个相位小1至Φ?中每个的 频率由下式给出:
[0049](I)
I
[0050]其中，fmQ表示模拟输入150的奈奎斯特频率，而i表示传统多通道ADC的通道数量，即ADC102.1至102.1的数量。采样时钟的多个相位Φι至t中的相邻相位之间的相位偏移被表征为:
/ 1、
[0051]—,⑵
I
[0052]其中，i表示传统多通道ADC的通道数量。
[0053]图2B示出了使用采样时钟的传统多个最佳相位，通过传统多通道ADC进行的模拟输入采样。诸如传统多通道ADC100的传统多通道ADC的诸如ADC102.1至102.1的多个ADC使用采样时钟的多个相位Ct1至(^共同采样并转换诸如模拟输入150的模拟输入，所述模拟输入然后被组合或交错从而产生数字输出样本，如数字输出样本154。
[0054]如图2B所示，多个ADC中的第一 ADC使用采样时钟的相位，在其最佳采样点X对模拟输入150进行米样,从而提供最佳米样的模拟输入250.1。多个ADC中的第二 ADC使用采样时钟的相位Φ2，在其最佳采样点X对模拟输入150进行采样，从而提供最佳采样的模拟输入250.2。多个ADC中的第i个ADC使用采样时钟的相位Φ?，在其最佳采样点X对模拟输入150进行采样，从而提供最佳采样的模拟输入250.1。多个ADC然后将它们的最佳采样点X从模拟信号域转换到数字信号域，从而提供数字输出段，例如，数字输出段152.1至152.1，它们然后被组合或交错来产生最准确表示模拟输入150的数字输入样本154。
[0055]采样时钟的非最佳相位
[0056]然而，传统多通道ADC100内的损伤可导致传统多通道ADC100的各种信号内的损伤，例如，振幅偏移、直流(DC)偏移和/或相位偏移，其可导致数字输出样本154不再准确地表不模拟输入150。损伤可源自米样时钟的多个相位(J)1至Φ i之间的未知偏移、传统多通道ADC100的多通道中的各种通道内的线性不完整性、各种通道之间的DC偏移、各种通道之间的振幅偏移和/或在不背离本发明精神和保护范围的情况下对于相关领域技术人员是显而易见的任何其它合适的损伤。
[0057]图3A示出了可用于传统多通道ADC的采样时钟的传统多个非最佳相位。如图2A中讨论，最佳地，采样时钟的多个相位小工至小^皮表征为彼此偏移类似的量。然而，实际上，传统多通道ADC100内的损伤可导致采样时钟的多个相位Ct1至Cti被表征为在相位上彼此偏移不同的量。采样时钟的多个相位小1至Φ?中的相邻相位之间的相位偏移被表征为:
[0058]- + Si,(3)
I
[0059]其中，i表示传统多通道ADC的通道数量，而δ i表示存在于采样时钟相位Cti中的未知偏移。通常，采样时钟的多个相位01至Φ?中的每个被表征为具有对应的未知的偏移S1至未知的偏移61至Si可导致它们对应的采样时钟的多个相位Cj5l至Cj5i偏离于它们对应的采样时钟的最佳相位小工至例如，未知的偏移\至\可导致它们对应的采样时钟的多个相位至Φ?慢于或快于它们对应的采样时钟的最佳相位至
结果，ADC102.1至102.1使用这些更快和/或更慢的采样时钟多个相位(^至t，来在非最佳采样点对模拟输入段15 2.1至152.1进行采样。
[0060]图3B示出了使用采样时钟的传统的多个非最佳相位，通过传统多通道ADC进行的模拟输入采样。诸如传统多通道ADC100的传统多通道ADC的诸如ADC102.1至102.1的多个ADC，使用采样时钟的多个相位(^至(^共同采样并转换诸如模拟输入150的模拟输入，所述模拟输入然后被组合或交错从而产生数字输出样本，如数字输出样本154。
[0061]如图3B示出，传统多通道ADC内的各种损伤可导致在使用采样时钟的相位(^1时，多个ADC中的第一 ADC在其非最佳采样点O对模拟输入150进行采样，从而提供非最佳采样模拟输入350.1，以及多个ADC的中的第i个ADC使用采样时钟的相位，在其非最佳米样点O对模拟输入150进行,从而提供非最佳米样模拟输入350.1。非最佳米样模拟输入350.1至350.1的非最佳采样点O超前或滞后最佳采样模拟输入250.1至250.1的其各自最佳米样点X未知的偏移δ i至δ it)例如,非最佳米样模拟输入350.1的非最佳米样点O比最佳采样模拟输入250.1的其各最佳采样点X滞后(即，在时间上更晚的情况下发生)未知的偏移δ 10作为另一个例子，最佳采样模拟输入250.1的非最佳采样点O比最佳采样模拟输入250.1的其各自最佳采样点X超前(即，在时间上更早的情况下发生)未知偏移δ it)非最佳采样点O和最佳采样点X的超前和/或滞后可导致非最佳采样点O在被组合或交错时，不再准确地表示模拟输入150。
[0062]此外，传统多通道ADC内的其它损伤可导致非最佳采样点O在被组合或交错时，不再准确表示模拟输入150。多通道ADC内的这些其它损伤可导致传统多通道ADC内各种信号内的振幅偏移和/或DC偏移。例如，如图3B所示，第一至第i ADC内的损伤可导致模拟输入150的振幅偏移未知的增益Λ G1至Δ G”此外，多通道ADC内的这些损伤可导致不期望的DC偏移存在于模拟输入150内。未知的增益Λ G1至Δ G1和/或不期望的DC偏移可导致非最佳采样点O在被组合或交错时，不再准确表示模拟输入150。
[0063]多通道模拟数字转换器(ADC)
[0064]本公开的各种多通道ADC充分地补偿源自各种损伤的存在于各种信号内的损伤，例如，相位偏移、振幅偏移和/或DC偏移，从而使得它们各自的数字输出样本准确地表示它们各自的模拟输入。通常，本公开的各种多通道ADC确定这些各种信号和各种已知校准信号之间的各种统计关系(例如，各种相关性)，从而很好地量化可存在于各种信号内的相位偏移、振幅偏移和/或DC偏移。各种多通道ADC调整各种信号从而基于这些统计关系充分补偿这些偏移，从而使得它们各自的数字输出样本准确地表示它们各自的模拟输入。
[0065]多通道ADC内的损伤的模拟补偿
[0066]图4示出了根据本公开示例性实施方式的多通道ADC的框图。多通道ADC400在正常操作模式下将模拟输入150从模拟信号域转换到数字信号域。在正常操作模式下，多通道ADC400利用采样时钟的多个相位，在不同的时间情况下对模拟输入150进行采样，将这些样本从模拟信号域转换到数字信号域，并重新组合这些数字样本从而产生数字输出样本 154。
[0067]可选地，在校准操作模式中，多通道ADC400确定这些数字信号和各种已知校准信号之间的各种统计关系，例如，各种相关性，从而很好地量化可存在于各种数字样本内的损伤。多通道ADC400基于这些各种统计关系确定相位偏移、振幅偏移和/或DC偏移信号。多通道ADC400使用这些各种相位偏移、振幅偏移和/或DC偏移信号来补偿在模拟域中存在于多通道ADC400的各种信号内的振幅偏移、DC偏移和/或相位偏移。多通道ADC400包括ADC102.1至102.1、开关模块104、第二开关模块402、损伤检测模块404、相位调整模块406.1至406.1以及增益/偏移调整模块408.1至408.1。
[0068]第二开关模块402在正常操作模式下的模拟输入150和校准操作模式下的校准信号450之间进行选择，从而提供模拟输入452。校准信号450表示参考信号，如正弦信号，其可用于检测源自多通道ADC400内的各种损伤的存在于多通道ADC400的各种信号内的各种振幅偏移、DC偏移和/或相位偏移。通常，校准信号450被表征为具有能够与各种信号进行比较的已知的振幅、已知的DC偏移和/或已知的相位以量化存在于这些各种信号内的振幅偏移、DC偏移和/或相位偏移。在一些情况下，校准信号450可以被表征为具有单一频率或单一频率范围，从而量化存在于单一频率或单一频率范围内的振幅偏移、DC偏移和/或相位偏移。在其它情况下，校准信号450可被表征为具有多个频率或多个频率范围，从而量化存在于多个频率或多个频率范围内的振幅偏移、DC偏移和/或相位偏移。
[0069]ADC102.1至102.1响应于采样时钟的多个时序排列的相位我至$，将模拟输
入452从模拟信号域转换到数字信号域，从而提供数字输出段454.1至454.1。具体地，
ADC102.1至102.1使用采样时钟的多个时序排列的相位(time-aligned phaseg至我，在
各最佳采样点对模拟输入452进行采样。ADC102.1至102.1将模拟输入452的该采样表示从模拟信号域转换到数字信号域，从而提供数字输出段454.1至454.1。[0070]损伤检测模块404量化源自多通道ADC400内的各种损伤的存在于多通道ADC400的各种信号内的振幅偏移、DC偏移和/或相位偏移。通常，损伤检测模块404确定校准信号450和多通道ADC400内的各种信号之间的统计关系，例如，相关性。例如，损伤检测模块404确定校准信号450和数字输出段454.1至454.1之间的相关性，从而量化存在于数字输出段454.1至454.1内的如图3B中所述的未知的偏移δ i至δ 1、未知增益Λ G1至Δ G1和/或未知的DC偏移。此外，在该例子中，损伤检测模块404可将数字输出段454.1至454.1中的一个指定为参考通道，并将其它数字输出段454.1至454.1的相关性和参考通道的相关性进行比较，从而量化存在于数字输出段454.1至454.1内的如图3B中描述的未知偏移S:至S 1、未知增益Λ G1至Λ Gi和/或未知DC偏移。损伤检测模块404向多通道ADC400内的各模块提供损伤校正信号456.1至456.1,从而补偿存在于这些各种信号内的振幅偏移、DC偏移和/或相位偏移。
[0071]示例性相位偏移估计
[0072]具有模拟失真的在载波频率fc处的单一的音调信号，例如校准信号450可写为:
[0073]r (t) = (1+ β ) Acos (2 n fc (t+ τ )) +d,(4)
[0074]其中，τ表示相位或时间偏移，β表示振幅偏移,而d表示DC偏移。当r (t)与具有随机初始相位的单一音调信号相关时，所得信号的平均值与时间偏移τ成比例，如下所示:
[0075]E{s(t)} = E{r(t) * sin(2jrfct + θ)} = -^asm(27rfcT - θ) ( 5 )
[0076]/--'Ic(Z)) = /-; jr(/) * cos( rIKfJ + Θ)} =~^a cos( 27rf\.1 - Θ) ( 6 )
[0077]其直接进一步计算:
[0078]sm(2^ τ-θ) = —.~-J========(7)
^E2{c(t)}+E2{s{t)}
[0079]cos(2^cr-θ)=(8)
4E2{c(t)) + E2{S{1)}
[0080]实际上，单一音调信号在校准操作模式下被施加至多通道ADC400。多通道ADC400的各种通道的各种输出，即，数字输出段454.1至454.1通过损伤检测模块404连续地测量。结果，单一音调信号的随机初始相位对于各通道通常是相同的，并可通过识别通道中的一个作为参考通道并相对参考通道参考存在于其它通道上的随机初始相位而消除。此外，单一音调可扫掠一组频率{fc(k)}从而通过测量导出至少最小二乘时间偏移:
[0081]sin (2 n fc(k) τ (j) - θ (k)), cos (2 η fc(k) τ (j) - θ (k))(9)
[0082]通过将r」(fe(k)，t)定义为具有频率{fe(k)}的音调的多通道ADC400的各种通道中的第j通道的输出，将Es(f；(k)，τ (j)) Ec(fc(k), τ (j))定义为对应于第j通道的损伤检测模块404的输出，以将及Θ (k)定义为输入序列，即，例如模拟输入452，和单一音调信号之间的随机初始相位偏移，则:
[0083]s (fc (k), j, t) =Tj (fc (k), t) *sin (2 n fc (k) t+ Θ k)(10)
[0084]c (fc (k), j, t) =Tj (fc (k), t) *cos (2 n fc (k) t+ Θ k)(11)[0085]
【权利要求】
1.一种多通道模拟数字转换器(ADC)，被配置为将模拟输入从模拟信号域转换至数字信号域以提供数字输出样本，所述模拟数字转换器包括: 多个ADC，被配置为将模拟输入从所述模拟信号域转换至所述数字信号域，以提供多个数字输出段，所述多个ADC被配置为使用采样时钟的多个相位中的对应相位对所述模拟输入进行采样，所述多个相位彼此偏移； 开关模块，被配置为交错所述多个数字输出段，以提供所述数字输出样本；以及 损伤检测模块，被配置为确定所述多个数字输出段和校准信号之间的统计关系，以量化所述多个ADC内的损伤 。
2.根据权利要求1所述的多通道模拟数字转换器，其中，所述统计关系为所述多个数字输出段和所述校准信号之间的相关性。
3.根据权利要求1所述的多通道模拟数字转换器，其中，所述损伤包括选自由以下构成的组中的至少一个: 所述多个相位的所述相位中的至少一个和所述校准信号之间相位偏移； 所述数字输出段中的至少第一数字输出段和所述校准信号之间的振幅偏移；以及 所述数字输出段中的至少第二数字输出段和所述校准信号之间的直流(DC)偏移。
4.根据权利要求1所述的多通道模拟数字转换器，其中，所述校准信号为具有已知频率的正弦信号。
5.根据权利要求1所述的多通道模拟数字转换器，其中，所述损伤检测模块进一步被配置为基于所述统计关系提供多个损伤校正信号，并进一步包括: 相位调整模块，被配置为基于所述多个损伤校正信号的对应的第一损伤校正信号，调整所述多个相位中的至少一个的相位；以及 增益/偏移调整模块，被配置为基于所述多个损伤校正信号的对应的第二损伤校正信号，调整所述多个数字输出段中的至少一个的振幅和直流偏移(DC)。
6.根据权利要求1所述的多通道模拟数字转换器，其中，所述损伤检测模块进一步被配置为基于所述统计关系提供多个损伤校正信号，并进一步包括: 系数发生器模块，被配置为基于所述多个损伤校正信号，提供多组校正系数；以及 多个抽头延迟线模块，被耦接至所述多个ADC，被配置为通过使用所述多组校正系数加权它们各自的抽头，来补偿所述多个数字输出段内的所述损伤，以提供多个补偿的数字输出段， 其中，所述开关模块进一步被配置为交错所述多个补偿的数字输出段，以提供所述数字输出样本。
7.根据权利要求1所述的多通道模拟数字转换器，其中，所述系数发生器模块进一步被配置为使用自适应算法更新所述多组校正系数，所述自适应算法产生最小化所述多个数字输出段和所述校准信号之间误差的结果。
8.根据权利要求1所述的多通道模拟数字转换器，其中，所述损伤检测模块进一步被配置为将所述多个数字输出段中的一个指定为参考通道，并被配置为将其它数字输出段的所述统计关系与所述参考通道的所述统计关系进行比较，以量化相对于所述参考通道的所述其它数字输出段的所述损伤。
9.一种多通道模拟数字转换器(ADC)，被配置为将模拟输入从模拟信号域转换至数字信号域，以提供数字输出样本，所述模拟数字转换器包括: 多个ADC，被配置为将所述模拟输入从所述模拟信号域转换至所述数字信号域，以提供多个数字输出段，所述多个ADC被配置为使用采样时钟的多个相位中的对应的相位对所述模拟输入进行采样，所述多个相位彼此偏移； 系数发生器模块，被配置为基于所述多个数字输出段和校准信号之间的统计关系来提供多组校正系数；以及多个抽头延迟线模块，耦接至所述多个ADC，被配置为通过使用所述多组校正系数加权它们各自的抽头，以补偿所述多个数字输出段内的损伤，从而提供多个补偿的数字输出段，开关模块，被配置为交错所述多个补偿的数字输出段，以提供所述数字输出样本。
10.一种多通道模拟数字转换器(ADC)，被配置为将模拟输入从模拟信号域转换至数字信号域，以提供数字输出样本，所述模拟数字转换器包括: 多个ADC，被配置将所述模拟输入从所述模拟信号域转换至所述数字信号域，以提供多个数字输出段，所述多个ADC被配置为使用采样时钟的多个相位中的对应相位以对所述模拟输入进行采样，所述多个相位彼此偏移； 损伤检测模块，被配置为确定所述多个数字输出段和校准信号之间的统计关系，以量化所述多个数字输出段内的损伤； 多个相位调整模块，被配置为基于所述统计关系调整所述多个相位中的相位，从而补偿所述多个数字输出段内的所述损伤； 多个增益/偏移调整模块，被耦接至所述多个ADC，被配置为基于所述统计关系，调整所述多个数字输出段的振幅和直流偏移(DC)，以提供多个补偿的数字输出段；以及开关模块，被配置为交错所述多个`补偿数字输出段，以提供所述数字输出样本。
【文档编号】H03M1/06GK103516361SQ201310263879
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2012年6月27日
【发明者】洛克·汤, 史蒂文·贾菲, 刘虹, 何琳, 兰德尔·珀洛, 彼得·坎吉安, 拉蒙·戈麦斯, 朱塞佩·库斯迈 申请人:美国博通公司