一种新的并行交替采样系统误差估计方法.pdf

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1、第5期电子学报Vo1．42No．52014年5月AI：TAELECrR0NICAslNICAMav2O14一种新的并行交替采样系统误差估计方法马仑，一，廖桂生，杨鹏，明洋(1．长安大学信息工程学院，陕西西安710064；2．西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室，陕西西安710071)摘要：并行交替采样系统的性能依赖于各通道的精确配合，相对于传统单通道采样系统，其面临更多的系统误差源．未补偿的失配误差将导致采样波形非线性失真、输出信噪比降低以及无伪峰动态范围损失等．本文提出了一种新的并行交替采样系统误差校正方法，在频域利用相邻频率点输出矢量对应信号子空间的旋转关系和正交投

2、影矩阵的唯一性，实现增益误差以及时基误差的精确估计．该方法无需迭代，估计精度较高，对噪声以及偏置误差稳健，并且可以同时完成信号重构．仿真数据的处理结果验证了本文方法的有效性．关键词：并行交替采样；模数转换器；时基误差；增益误差；旋转不变性中图分类号：TN957．5文献标识码：A文章编号：0372—2112(2014)05—0912．06电子学报URL：http：／／www．ejouma1．org．CllDOI：10．3969／j．issn．0372—2112．2014．05．012ANovelMulti-ChannelMismatchEstimationMethodforPa

3、rallelTime—InterleavedSystemMALun，LIAOGui．she，YANGPeng，MINGYang(1．SchoolofInformationEngineering，Chang’anUnivers，X／’m，Shaanx／710064，China；2．NationalLabofRadarSignalProcessing，XidianUniversity，Xi’an，Sbaoz~i710071，China)Abstract：Amajorbottleneckinrealizingatime-interleavedsystemismismatchesam

4、ongthesub-ADCs，whichmaygreatlydegradethereceiverperformance．Inthispaper，weinvestigatedanovelmismatchestimationmethod，inwhichthecouplingbetweentimeerrorsandgainerrorsissolvedbyusingtherotationalrelationshipbetweenthesignalsubspaceswithrespecttotwoadjacentfrequencybins．Thedecoupledmismatcherr

5、orsCanbeestimatedaccuratelyfreeofimrafion．Moreover，thepresentedmethodisro—busttoresidualofseterrorsandsystemnoise．Theefectivenessoftheproposedapproachisverifiedbysimulateddata．Keywords：time-interleavedsampfing；analog-to-digitalconverter(ADC)；timingmismatch；gainmismatch；Rotationalin—variance

6、艺、时钟分布网络、寄生效应以及信号传输时延等因素1引言的影响，并行交替采样系统的性能主要受以下三类误差对中频甚至射频信号直接数字化，能够简化现代宽源的制约l2J，即由并行通道问采样时钟相位不精确导致带雷达、通信系统的电路结构，同时减小信号失真、提高的相邻通道采样间隔非均匀，称为时基误差；因通道不信噪比．这对模数转换器(ADC)的性能提出了较高要一致导致的不同通道间的模拟输入与数字输出的增益求．然而，由于当前芯片工艺的限制，单片ADC采样速差异，称为增益误差；由各通道的接地电平不一致引起率的提高将伴随着量化精度以及时钟稳定性的下降_1J，的各通道幅度偏置常量，称为偏置误差．这将

7、加剧孔径抖动并导致信噪比降低．这一设计瓶颈严随着并行交替采样技术在高速采样领域受到越来重制约着宽带接收机的处理性能．越多的关注，对于失配误差的估计与补偿已经成为当前并行交替采样，即前端采用多片ADC并行逐次采的研究热点．早期误差估计方法，如信号谱分析法j，相样，后端串行多路复用，可以有效解决以上矛盾2j．但关法E，参数模型法_5J，查表法[]等大都要求频谱纯净是，由于其依赖各通道间的精确配合，相对于单片ADC的激励信号作为校正源，估计过程复杂，且误差参数变采样，该技术需要考虑更多的系统误差．受芯片制造工