多通道时间交织模数转换器的数字后台校准算法研究

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1、万方数据多通道时间交织模数转换器的数字后台校准算法研究指导小组成员名单任俊彦叶凡李宁许俊教授副研究员高级工程师副教授万方数据多通道时间交织模数转换器的数字后台校准算法研究一脲I嗍瞪摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一==j赢⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1万方数据多通道时间交织模数转换器的数字后台校准算法研究4．3压控采样开关⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．484．3．1压控采样开关的原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯484．3．2压控采样开关的线性度分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5l4．4用于压控采样开关的内嵌数模转换器(DAC)设计

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯544．4．1内嵌DAC以产生可控延时的压控采样开关⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．554．4．2内嵌新型桥接电容结构DAC的压控采样开关线性度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．574．5特定输入频率下的缺陷问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一594．5．1产生问题的原因简析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯594．6求平均器的优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．624．7本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．66第五章数字后台校准算法的测试与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯685．1校准系统测

3、试环境的搭建⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一685．1．1双通道时间交织ADC芯片简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．695．1．2数字后台校准算法电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯725．2测试结果简析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。725．3本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．77第六章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯786．1本论文总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一786．2时间交织的未来展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯．．79参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．80研究生阶段成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．83致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．84独创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．85论文使用授权声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．85万方数据多通道时间交织模数转换器的数字后台校准算法研究图片索引图一．1无线通信收发系统原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1图一．2信噪失真比与信号带宽的调研统计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2图一．3ADC单位转换功耗与信噪失真比的调研统计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3图二一1时间交织模数转换器(TimeinterleavedADC)原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8图二一2时间交织ADC通道时钟的相位分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9图二一3m通道时间交织ADC的数字编码原理模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10图二．4存在增益误差的双通道ADC输出频谱图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14图二一5存在增益误差的四通道ADC输出频谱图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15图二一6存在失调失配的双通道ADC输出频谱图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17图二一7存在失调

6、失配的四通道ADC输出频谱图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17图二一8存在采样时间误差的双通道ADC输出频谱图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20图二一9存在采样时间误差的四通道ADC输出频谱图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20图三一1增益误差的前台校准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一24图三一2失调失配的前台校准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一24图三一3采样时间误差的前台校准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．24图三一4参考ADC结构后台校准方法原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25图三．5后台失调失配、增益误差校准方法的电路结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

7、⋯⋯⋯一27图三．6采用单一前置SHA结构的时间交织模数转换器原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28图三一7采样时间误差提取的Jamal算法结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30图三．8参考时钟与各子通道ADC采样时钟的时序图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32图四一1采样时间误差校准算法原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一37图四-2基于相关性的时钟偏差检测器原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．41图四