本發(fā)明屬于集成電路，具體涉及一種基于參考通道的高速射頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器校正方法。

背景技術(shù)：

1、高速高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)廣泛應(yīng)用于通信基站，衛(wèi)星遙感等方面，在航空航天，國防軍工等領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用。但其在制作過程中由于工藝偏差帶來的電容失配、級(jí)間增益誤差等因素嚴(yán)重影響了adc的性能指標(biāo)，惡化了adc量化過程中的非線性。因此需要對(duì)adc進(jìn)行校正。

2、相關(guān)技術(shù)中，對(duì)adc進(jìn)行校正可以采用偽隨機(jī)信號(hào)校正法，該方法是在余量信號(hào)的基礎(chǔ)上再添加一個(gè)pn*vdither的信號(hào)，其中偽隨機(jī)信號(hào)pn為1和-1組成的序列，且其數(shù)學(xué)期望為0，vdither為一個(gè)恒定值，讓該信號(hào)跟著采樣信號(hào)經(jīng)過一個(gè)相同的量化路徑從而提取出誤差值。由于其對(duì)原有adc的改動(dòng)較少，校正效果好而成為學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，但基于pn的校正方法中存在天然的數(shù)字噪聲，降低了它的校正速度與精度，該數(shù)字噪聲主要來自于平均器的有限位數(shù)。具體的，在偽隨機(jī)信號(hào)校正算法中，對(duì)增益誤差ε的估算通過下式實(shí)現(xiàn)：

3、

4、上式中，d為平均器的輸出，g為mdac(乘法數(shù)模轉(zhuǎn)換器)的理想增益，ε為增益誤差，vres為余量信號(hào)，n為取樣點(diǎn)數(shù)，lsbbe為后級(jí)adc的最小量化步長(zhǎng)。pn(i)表示偽隨機(jī)信號(hào)pn的第i位。由于pn的數(shù)學(xué)期望為0，上式右端的第一項(xiàng)應(yīng)為0，但由于實(shí)際中n無法趨于∞，使得第一項(xiàng)不為0，導(dǎo)致了電路算出的估計(jì)值εe≠ε，故而校正效果不夠理想。

5、相關(guān)技術(shù)中，對(duì)adc進(jìn)行校正還可以參考adc法，如圖1所示，該方法通過增加一個(gè)低速高精度參考adc的方法來完成對(duì)主adc的校正，該方法具有快速校正的效果，但該方法對(duì)adc的精度要求較高，若其本身存在電容失配，則對(duì)電容失配校準(zhǔn)有影響，且該adc自身也存在非理想因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種基于參考通道的高速射頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器校正方法。

2、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種基于參考通道的高速射頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器校正方法，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出通道包括依次級(jí)聯(lián)的前級(jí)adc、mdac和后級(jí)adc；所述方法包括：

4、提供一參考通道，并對(duì)所述參考通道進(jìn)行增益誤差校正；所述參考通道和所述輸出通道結(jié)構(gòu)相同且時(shí)鐘同步；

5、進(jìn)行輸出通道增益誤差校正，包括：利用所述輸出通道對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，同時(shí)利用所述參考通道對(duì)所述輸入信號(hào)的反信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣過程中為兩個(gè)所述mdac的輸入端注入相同的偽隨機(jī)信號(hào)，在兩個(gè)所述后級(jí)adc的輸出端分別得到第一輸出碼和第二輸出碼；根據(jù)所述第一輸出碼和所述第二輸出碼對(duì)所述輸出通道進(jìn)行增益誤差校正；

6、進(jìn)行輸出通道電容失配校正，包括：向所述參考通道的輸入端注入恒定差分電壓，使得所述參考通道的余量傳輸曲線發(fā)生橫向平移；利用所述輸出通道和所述參考通道同時(shí)對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，在兩個(gè)所述后級(jí)adc的輸出端分別得到第三輸出碼和第四輸出碼；根據(jù)所述第三輸出碼和所述第四輸出碼對(duì)所述輸出通道進(jìn)行電容失配校正。

7、可選地，所述對(duì)所述參考通道進(jìn)行增益誤差校正，包括：

8、向所述參考通道的mdac的輸入端注入恒定電壓，利用述參考通道的mdac和后級(jí)adc對(duì)所述恒定電壓進(jìn)行采樣，在所述參考通道的后級(jí)adc的輸出端得到第五輸出碼；

9、根據(jù)所述第五輸出碼對(duì)所述參考通道進(jìn)行增益誤差校正。

10、可選地，所述根據(jù)所述第五輸出碼對(duì)所述參考通道進(jìn)行增益誤差校正，包括：

11、將所述第五輸出碼的每一位與對(duì)應(yīng)的期望值做差，并將差值與對(duì)應(yīng)的第一衰減因子相除，得到所述參考通道在該位的增益誤差系數(shù)；其中，所述第一衰減因子等于所述期望值減去2n-1，n為所述后級(jí)adc的量化位數(shù)；

12、根據(jù)所述參考通道在各位的增益誤差系數(shù)對(duì)所述參考通道進(jìn)行增益誤差校正。

13、可選地，所述恒定電壓大于0v且小于或等于1*lsb伏；lsb為所述后級(jí)adc的最小量化步長(zhǎng)。

14、可選地，所述恒定差分電壓的幅值為-0.5*lsb伏；lsb為所述后級(jí)adc的最小量化步長(zhǎng)。

15、可選地，所述根據(jù)所述第一輸出碼和所述第二輸出碼對(duì)所述輸出通道進(jìn)行增益誤差校正，包括：

16、將所述第一輸出碼和所述第二輸出碼相加，得到相加碼；

17、將所述相加碼乘以對(duì)應(yīng)時(shí)刻的偽隨機(jī)信號(hào)，得到相乘碼；

18、對(duì)多個(gè)所述相乘碼進(jìn)行累加，當(dāng)累加至預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)時(shí)求平均，得到累計(jì)平均碼；

19、將所述累計(jì)平均碼的每一位除以對(duì)應(yīng)的第二衰減因子后再減2，得到所述輸出通道在該位的增益誤差系數(shù)；其中，所述第二衰減因子取自于所述偽隨機(jī)信號(hào)被理想放大器放大后再被理想量化器量化所得的數(shù)字碼；

20、根據(jù)所述輸出通道在各位的增益誤差系數(shù)對(duì)所述輸出通道進(jìn)行增益誤差校正。

21、可選地，所述第三輸出碼和所述第四輸出碼均由前級(jí)碼和后級(jí)碼組成；所述前級(jí)碼由所述前級(jí)adc輸出，每種前級(jí)碼對(duì)應(yīng)一個(gè)msb區(qū)域，且多個(gè)msb區(qū)域之間根據(jù)前級(jí)碼排序；所述后級(jí)碼為所述前級(jí)碼之后的碼；

22、所述根據(jù)所述第三輸出碼和所述第四輸出碼對(duì)所述輸出通道進(jìn)行電容失配校正，包括：

23、獲取對(duì)應(yīng)各種msb區(qū)域的第三輸出碼，并獲取對(duì)應(yīng)各種msb區(qū)域的第四輸出碼；

24、將對(duì)應(yīng)相同msb區(qū)域的第三輸出碼和第四輸出碼的后級(jí)碼做差，得到多個(gè)誤差碼，每個(gè)誤差碼對(duì)應(yīng)一個(gè)msb區(qū)域；

25、將對(duì)應(yīng)相同msb區(qū)域的誤差碼取平均，得到多個(gè)平均誤差碼，每個(gè)平均誤差碼對(duì)應(yīng)一個(gè)msb區(qū)域；

26、將相鄰msb區(qū)域的平均誤差碼做差，得到其中在后msb區(qū)域相對(duì)于在前msb區(qū)域的第一平移值；

27、根據(jù)各個(gè)所述第一平移值確定第2～n個(gè)msb區(qū)域相對(duì)于所述余量傳輸曲線的第二平移值；其中，第1個(gè)msb區(qū)域無對(duì)應(yīng)的第二平移值；n＝2n1，n1為前級(jí)adc的位數(shù)；

28、根據(jù)各個(gè)所述第二平移值對(duì)所述輸出通道進(jìn)行電容失配校正。

29、可選地，在進(jìn)行輸出通道增益誤差校正之后，以及在進(jìn)行輸出通道電容失配校正之前，所述方法還包括：

30、判斷是否已經(jīng)進(jìn)行過輸出通道電容失配校正；

31、若已經(jīng)進(jìn)行過輸出通道電容失配校正，則獲取進(jìn)行輸出通道電容失配校正時(shí)所得到的各個(gè)第二平移值，直接根據(jù)各個(gè)第二平移值對(duì)所述輸出通道進(jìn)行電容失配校正；

32、若未進(jìn)行過輸出通道電容失配校正，則繼續(xù)執(zhí)行所述進(jìn)行輸出通道電容失配校正的步驟，并存儲(chǔ)得到的各個(gè)第二平移值備用。

33、本發(fā)明提供的基于參考通道的高速射頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器校正方法，利用參考通道對(duì)輸出通道的級(jí)間增益誤差進(jìn)行快速校正，使得adc的校正速度大大提高。之后通過在參考通道的輸入端注入一個(gè)恒定差分電壓，使參考通道的余量傳輸曲線發(fā)生橫向平移，不僅使其能為輸出通道的傳輸曲線提供校正參考，還能使得參考通道的電容失配不會(huì)對(duì)校正效果產(chǎn)生任何影響，使得電容失配校正對(duì)象不包含參考通道的電容失配，減少了數(shù)字校正電路的面積與功耗。

34、以下將結(jié)合附圖及對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。