TIADC通道误差自适应修正方法 (2013年)
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收稿日期 ：２０１２‐０１‐０１ 网络出版时间 ：２０１３‐０２‐２５
基金项目 ：国家自然科学基金 资 助 项目 （６０８７２１３７ ） ；国 家部委预研基金资助项 目 （９１４０Ａ０１０６０４１１ＤＺ０１ ） ；国 家 部 委 预 研 基 金 资助项目
（９１４０Ｃ０１０３０７１００３）
作者简介 ：王亚军（１９８３ － ） ，男 ，西安电子科技大学博士研究生 ，Ｅ‐ｍａｉｌ ：
ｊ
ｍ ｗ ａｎｇ８３＠ ｓｉｎａ ．ｃｎ ．
网络出版地址 ：ｈｔｔｐ ：／／ｗ ｗ ｗ ．ｃｎｋｉ ．ｎｅｔ ／ｋｃｍ ｓ ／ｄｅｔａｉｌ ／６１ ．１０７６ ．Ｔ Ｎ ．２０１３０２２５ ．１０５０ ．２０１３０３ ．３５惨００５ ．ｈｔｍｌ
ｄｏｉ ：１０ ．３９６９／ ｊ ．ｉｓｓｎ ．１００１‐２４００ ．２０１３ ．０３ ．００５
Ｔ ＩＡ ＤＣ 通 道 误 差 自 适 应 修 正方 法
王 亚 军 ， 李 明
（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 ： 高速 Ｔ ＩＡＤＣ 通道间存在的静态增益和时钟偏斜误差严重限制了系统的信噪失真比和无虚假动态
范围 ．基于泰勒级数逼近原理 ，提出了一种自适应补偿结构 ，由导数滤波器和额外的参考通道组成 ．时钟控
制子通道与参考通道在某些时刻同步采样 ，通过对比参考通道和子通道导数滤波器组的输出 ，可以估计出
通道误差参数 ，进而完成误差补偿 ．整个结构都在数字域实现 ，稳定性较好 ．特殊的时钟分配器使得各子通
道共用一个参考通道 ，简化了系统结构 ．仿真结果表明 ，当 ＡＤ 量化为 １４ 位时 ，系统的信噪失真比和无虚假
动态范围能够提高约 ５０ ｄＢ ，有效位数能够达到约 １２ 位 ．
关键词 ： Ｔ ＩＡＤＣ ；自适应补偿 ；泰勒级数 ；导数滤波器
中图分类号 ：Ｔ Ｎ９１１ ．５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１００１‐２４００（２０１３）０３‐００２７‐０９
Ｎｏｖｅｌ ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｔａｙｌｏｒ ｓｅｒｉｅｓ ｔｏ
ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ ｃｈａｎｎｅｌ‐ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓ ｏｆ ＴＩＡＤＣ
Ｗ Ａ ＮＧ Ｙ ａ
ｊ
ｕｎ ， Ｌ Ｉ Ｍ ｉｎ
ｇ
（
Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂ ． ｏｆ Ｒａｄａｒ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ， Ｘｉｄｉａｎ Ｕｎｉｖ ． ， Ｘｉ摧ａｎ ７１００７１ ， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ： Ｓｔａｔｉｃ
‐
ｇ
ａｉｎ ａｎｄ ｔｉｍｉｎｇ
‐
ｓｋｅｗ ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓ ａｍｏｎｇ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｆ Ｔ ＩＡＤＣ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｌｉｍｉｔ ｔｈｅ Ｓｉｇｎａｌ
‐
ｔｏ
‐
Ｎｏｉｓｅ ｐｌｕｓ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏ （ ＳＮＤＲ） ａｎｄ ｔｈｅ Ｓｐｕｒｉｏｕｓ Ｆｒｅｅ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ （ ＳＦＤＲ） ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ． Ｉｎ ｔｈｉｓ
ｐ
ａｐｅｒ ， ａｎ ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｔ ａｙｌｏｒ ｓｅｒｉｅｓ ｔｈｅｏｒｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ ｔｈｅｓｅ ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓ ．
Ｔｈｅ ｎｏｖｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｏｒｓ ａｎｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｈａｎｎｅｌ ． Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｃｌｏｃｋ ，
ｓｕｂ
‐
ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｓａｍｐｌｅ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ａｔ ｓｏｍｅ ｔｉｍｅｓ ． Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｏｆ
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｗ ｉｔｈ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｏｒｓ ｏｆ ｓｕｂ
‐
ｃｈａｎｎｅｌｓ ， ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｍｉｓｍａｔｃｈｅｓ ｃａｎ ｂｅ
ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｓ ｃａｎ ｂｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ． Ｔ ｈｅ ｗ ｈｏｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ
ｄｏｍａｉｎ ， ａｎｄ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ． Ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｃｌｏｃｋ ｄｉｖｉｄｅｒ ， ａｌｌ ｓｕｂ
‐
ｃｈａｎｎｅｌｓ ｓｈａｒｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｈａｎｎｅｌ ， ｗ ｈｉｃｈ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＳＮＤＲ ａｎｄ ｔｈｅ
ＳＦＤＲ ｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃａｎ ｂｅ ｒａｉｓｅｄ ａｒｏｕｎｄ ５０ ｄＢ ， ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｂｉｔｓ（ ＥＮＯＢ） ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ
ｒｅａｃｈｅｓ ａｂｏｕｔ １２ｂｉｔｓ ｗ ｈｅｎ ｔｈｅ ＡＤＣｓ ｏｕｔｐｕｔｓ ａｒｅ ｑｕａｎｔｉｚｅｄ ｔｏ １４ｂｉｔｓ ， ｗ ｈｉｃｈ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ
ｐ
ｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ： Ｔ ＩＡＤＣ ； ａｄａｐｔｉｖｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ； Ｔ ａｙｌｏｒ ｓｅｒｉｅｓ ； ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｏｒ
宽带通信和雷达系统对模数转换系统提出了很高的要求 ．时间交叉采样结构是在现有制造工艺条件下 ，
大幅度提高模数转换系统性能的一种重要手段 ．其基本思想是用一组采样时间均匀错开的模数转换器同时
对宽带信号进行转换 ，在整体上等效为一个高速的转换器 ，如图 １（ａ）所示 ．
图 １（ａ）中 ｘ（ｔ）表示模拟输入信号 ，带宽为 Ｂ ．假设通道个数为 Ｍ ，各子通道采样频率为 Ｆ
ｃｈ
，相邻子通道
之间的采样间隔为 Ｔ
ｓ
，则子通道输出 ｘ
ｍ
［ｎ］ ＝ ｘ（（ｎＭ
＋
ｍ）Ｔ
ｓ
） ，ｍ
＝
１ ，２ ，… ，Ｍ ，ｎ
∈
Ｚ ．子通道输出经过多路
２０１３ 年 ６ 月
第 ４０ 卷 第 ３ 期
西安电子科技大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩＤＩＡＮ ＵＮＩＶ ＥＲＳＩＴＹ
Ｊｕｎ ．２０１３
Ｖｏｌ ．４０ Ｎｏ ．３
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